群集式磁流變拋光頭的制作方法

本發明涉及一種拋光頭，尤其涉及一種用于光學元件拋光的群集式磁流變拋光頭，屬于光學元件拋光技術領域。

背景技術：

由于近幾年來快速發展的先進科學技術，尤其是對光學領域，對一些光學元件的表面粗糙度和一些材料的表面質量要求越來越高，因此研究一種高效率和高精度的光學元件加工方法具有重要的實際意義。磁流變拋光作為一種新型的光學元件加工方法，通過磁場使拋光頭和工件表面之間的磁流變液體的流變性能發生變化，在工件表面與磁流變液接觸區域產生較大的剪切應力，從而使工件表面材料被去除。常規的磁流變拋光主要采用工件與拋光頭之間的點接觸實現材料的拋光去除，因此效率受到了一定的限制，為了進一步提高光學玻璃磁流變拋光效率，需要設計一種群集式磁流變拋光頭，用于大幅度增加拋光區域的接觸面積，以提高拋光效率。

技術實現要素：

本發明的目的在于針對常規磁流變拋光頭去除面積小的技術缺陷，提供一種可以實現面接觸拋光的群集式磁流變拋光頭。

為了實現上述目的，本發明的技術方案是：一種群集式磁流變拋光頭，包括線圈支架、線圈、磁流變液噴頭、拋光頭支架、磁流變液通道、磁流變液固液轉換通道、磁流變液、光學元件，所述線圈支架沿拋光頭支架周向均布，每個線圈支架中間的曲形橫梁上纏繞線圈，線圈并與外界電源相連，形成所需的磁場，每兩個線圈支架間設有一個磁流變液固轉換通道，所述拋光頭支架中間裝有磁流變拋光頭，磁流變拋光頭上設有磁流變液噴頭，磁流變液噴頭與磁流變液通道連接，所述磁流變液通過磁流變液通道流入磁流變液噴頭，由磁流變液噴頭將磁流變液噴向磁流變液固液轉換通道，在線圈通電形成所需的磁場作用下變為固體形成拋光平面，用于拋光光學元件。

所述拋光頭支架上均布有八個線圈支架，每個線圈支架通過內六角螺釘與拋光頭支架固定連接。

所述磁流變拋光頭上設有八個磁流變液噴頭，八個磁流變液噴頭分別對應八個磁流變液固液轉換通道，八個磁流變液固液轉換通道分成兩組，每組包括四個磁流變液固液轉換通道，當一組的磁流變液固液轉換通道旁線圈通電，形成所需的磁場時，通過該組的磁流變液固液轉換通道的磁流變液變變為固體形成拋光平面，而通過另一組的磁流變液固液轉換通道旁線圈斷電，通過該組的磁流變液固液轉換通道的磁流變液變仍為流體，流出磁流變液固液轉換通道，在正反通電周期條件下，兩組磁流變液固液轉換通道交替形成拋光平面，實現不間斷拋光。

本發明的有益效果是：

本發明可實現不間斷面拋光，不但提高了工件平面的出除量，還有利于獲得更好面形和表面粗糙度的工件。

附圖說明

圖1為本發明的群集式磁流變拋光頭結構剖視圖；

圖2為本發明的群集式磁流變拋光頭結構局部俯剖視圖；

圖3為本發明的群集式磁流變拋光頭工作原理圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明的技術方案作進一步闡述。

如圖1至圖3所示，本發明的群集式磁流變拋光頭，包括線圈支架1、線圈2、磁流變液噴頭3、拋光頭支架4、磁流變液通道5、內六角螺釘6、磁流變液固液轉換通道7、磁流變液8、光學元件9、工作臺10。

如圖1和圖2所示，線圈支架1沿拋光頭支架4周向均布，線圈2纏繞在線圈支架1中間的曲形橫梁上，每兩個線圈支架1間設有一個磁流變液固轉換通道7，拋光頭支架4通過內六角螺釘6與線圈支架1緊固，磁流變拋光頭中間設有磁流變液噴頭3，磁流變液噴頭3與磁流變拋光頭中心的磁流變液通道5連接。

磁流變拋光頭共有八個磁流變液噴頭3，八個磁流變液噴頭3分別對應八個磁流變液固液轉換通道7，八個磁流變液固液轉換通道分別為第一通道、第二通道、第三通道、第四通道、第五通道、第六通道、第七通道、第八通道，每一個磁流變液噴頭3與一個磁流變液固液轉換通道7對應，磁流變液8經磁流變液固液轉換通道7流入，通過磁流變拋光頭流向磁流變液噴頭3，再由磁流變液噴頭3噴向磁流變液固液轉換通道7，線圈2與外界電源連接，正向通電周期時，第一通道、第二通道、第五通道、第六通道旁線圈通電，形成所需的磁場，則此時通過第一通道、第二通道、第五通道、第六通道的磁流變液變8為固體形成拋光平面，而第三通道、第四通道、第七通道、第八通道旁線圈不通電，通過第三通道、第四通道、第七通道、第八通道的磁流變液8仍為流體，從而流出磁流變液固液轉換通道7，反向通電周期時第一通道、第二通道、第五通道、第六通道旁線圈斷電，磁流變液8由固體變為流體，從而流出磁流變液固液轉換通道7，而第三通道、第四通道、第七通道、第八通道旁線圈通電，形成所需的磁場，磁流變液8由流體變為固體形成新的拋光平面，在正反通電周期條件下兩組磁流變液固液轉換通道交替形成拋光平面，實現不間斷拋光。

如圖3所示，為工作原理圖，磁流變液8流入磁流變拋光頭通過磁流變液噴頭3噴向磁流變液固液轉換通道7，線圈2通電形成所需的磁場，磁流變液8經過磁流變液固液轉換通道7時在磁場的作用下變為固體形成拋光平面，用于拋光光學元件9，光學元件9固定在工作臺10上，通電周期改變時，磁流變液8由固體變為流體流出磁流變液固液轉換通道7。

技術特征：

技術總結
本發明涉及一種群集式磁流變拋光頭，線圈支架沿拋光頭支架周向均布，每個線圈支架中間的曲形橫梁上纏繞線圈，線圈并與外界電源相連，形成所需的磁場，每兩個線圈支架間設有一個磁流變液固轉換通道，所述拋光頭支架中間裝有磁流變拋光頭，磁流變拋光頭上設有磁流變液噴頭，磁流變液噴頭與磁流變液通道連接，所述磁流變液通過磁流變液通道流入磁流變液噴頭，由磁流變液噴頭將磁流變液噴向磁流變液固液轉換通道，在線圈通電形成所需的磁場作用下變為固體形成拋光平面，用于拋光光學元件。本發明結構簡單，通過改變通電周期使兩組磁流變液固液轉換通道交替形成拋光平面，從而實現不間斷拋光，增加拋光區域的接觸面積，以提高拋光效率。

技術研發人員：姜晨;高睿;田松;張瑞;姚磊;胡吉雄
受保護的技術使用者：上海理工大學
技術研發日：2017.05.22
技術公布日：2017.07.28