一种磁流变抛光机床磁流变液循环系统技术方案

本发明专利技术公开了一种磁流变抛光机床磁流变液循环系统，包括：储液罐、第一蠕动泵和变径背压管路；所述第一蠕动泵的一端与所述储液罐相连，另一端与所述变径背压管路相连，所述变径背压管路的末端连接喷嘴；所述喷嘴对准抛光轮；其中，所述变径背压管路中设置有脉冲阻尼器，且所述变径背压管路的管径从大逐渐变小，然后再逐渐变大。利用脉冲阻尼器消除大尺度的流量波动，利用变径背压管路进一步消除小尺度磁流变流量脉冲，使得磁流变液流量稳定，即便在低流量工况下也具有很高的控制精度。

A Magnetorheological Fluid Circulation System for Magnetorheological Polishing Machine Tool

【技术实现步骤摘要】
一种磁流变抛光机床磁流变液循环系统
本专利技术涉及光学加工
，更具体的说是涉及一种磁流变抛光机床磁流变液循环系统。
技术介绍
磁流变抛光技术作为一种新型的先进光学制造技术，具有高效率、高精度、高表面质量、亚表面损伤小、表面残余应力小等一系列传统加工方法不可比拟的优点，具有良好的应用前景，可使光学企业的制造水平与生产效率得到突破性提升。磁流变抛光技术广泛用于连续位相板元件加工、低缺陷表面加工、高效面形误差收敛和超光滑表面加工等方面。磁流变液循环系统是磁流变抛光机床的关键部件，其作用是为磁流变机床抛光轮输送磁流变液，实现元件抛光的持续稳定进行。磁流变液循环系统的关键技术指标是磁流变液循环输送过程中磁流变液流量、粘度的保持稳定，尽可能减小波动。传统磁流变液循环系统采用离心泵+第一蠕动泵的构型，即采用离心泵(在循环系统中根据用途通常命名为传送泵)将磁流变液从储液罐中抽出沿着管路送入磁流变机床抛光轮；然后采用第一蠕动泵(在循环系统中根据用途通常命名为回收泵)将磁流变液从抛光轮上沿着管路吸入储液罐中，完成一次循环。上述磁流变液循环系统构型存在的不足有：1)由于离心泵的液体输出流量与进液口、出液口的高度差很敏感，高度差的微小变化会导致流量较大的波动，而磁流变机床加工中抛光轮在高度方向会不断变化，这就导致离心泵输出的磁流变液流量不断变化；2)离心泵虽然是液体连续输出的，但是实际运行过程中传输的流量仍然存在波动，虽然磁流变机床采用了磁流阀来控制输出的流量，但是仍然无法完全解决上述问题，机床实际运行过程中流量波动仍然维持在10～40ml/min之间。当磁流变机床在大流量工作状态下，上述偏差的相对误差较小，磁流变去除函数仍然可以维持稳定，保证抛光具有较高的收敛精度；但是当采用磁流变机床加工小结构元件如复杂构型的连续位相板元件时，需要尺寸非常小的去除函数，此时需要将循环系统流量控制在低流量状态下(流量＜400ml/min)，此时传统构型的磁流变液循环系统，流量控制精度难以满足要求，致使去除函数形态不规则、去除效率波动大，影响磁流变加工的精度和效率。因此，如何克服磁流变抛光机床低流量工况下磁流变液循环系统流量控制稳定性不足的问题是本领域技术人员亟需解决的问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了一种磁流变液低流量高精度的磁流变抛光机床磁流变液循环系统，实现磁流变液流量的高稳定性控制，从而提高磁流变抛光的精度和效率。为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种磁流变抛光机床磁流变液循环系统，包括：储液罐，还包括：第一蠕动泵和变径背压管路；所述第一蠕动泵的一端与所述储液罐相连，另一端与所述变径背压管路相连，所述变径背压管路的末端连接喷嘴；所述喷嘴对准抛光轮；其中，所述变径背压管路中设置有脉冲阻尼器，且所述变径背压管路的管径从大逐渐变小，然后再逐渐变大。优选的，还包括：回收器、第一管径磁流变液管四、第二蠕动泵和第一管径磁流变液管五；所述抛光轮上安装有所述回收器，所述回收器依次连接所述第一管径磁流变液管四、所述第二蠕动泵、所述第一管径磁流变液管五和所述储液罐。优选的，所述变径背压管路包括依次相连的第一管径磁流变液管一、第一管径磁流变液管二、第二管径磁流变液管一、第三管径磁流变液管、第二管径磁流变液管二和第一管径磁流变液管三；其中，第一管径磁流变液管一与所述第一蠕动泵的另一端相连；所述第一管径磁流变液管三通过压力传感器与所述喷嘴连接；所述第一管径磁流变液管一和所述第一管径磁流变液管二之间安装有所述脉冲阻尼器；所述第一管径磁流变液管一和第一管径磁流变液管二的管径相等，且依次大于第二管径磁流变液管一和第三管径磁流变液管的管径；所述第三管径磁流变液管的管径依次小于第二管径磁流变液管二和第一管径磁流变液管三的管径。优选的，所述第二管径磁流变液管二和所述第一管径磁流变液管三之间安装有磁流阀和流量计。优选的，所述第一管径磁流变液管一、所述第一管径磁流变液管二、所述第一管径磁流变液管三、所述第一管径磁流变液管四和所述第一管径磁流变液管五的管径均相同；所述第二管径磁流变液管一和所述第二管径磁流变液管二的管径相同；且所述第二管径磁流变液管一的管径等于所述第一管径磁流变液管一的管径以及所述第三管径磁流变液管的管径的平均值。优选的，所述第一管径磁流变液管一、所述第一管径磁流变液管二、所述第一管径磁流变液管三、所述第一管径磁流变液管四和所述第一管径磁流变液管五的管径均为10～12mm或6～8mm；所述第三管径磁流变液管的管径为3～4mm。优选的，所述储液罐上还安装有温度计、电机和脉冲微量泵；其中，所述脉冲微量泵连接有补水罐；所述补水罐通过脉冲微量泵将去离子水泵送到所述储液罐中；所述温度计测量所述储液罐中的温度；所述电机通过带动搅拌叶片旋转对所述储液罐中的磁流变液进行搅拌匀滑。优选的，所述第二蠕动泵的位置低于所述回收器。优选的，所述储液罐的底部中心位置设置有磁流变输出口；所述第一蠕动泵将磁流变液从所述磁流变输出口抽出进入所述第一管径磁流变液管一。优选的，所述第三管径磁流变液管在高度方向上弯曲折回。经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本专利技术公开提供了一种磁流变抛光机床磁流变液循环系统，具有如下技术效果：1、采用了双蠕动泵和脉冲阻尼器的构型，同时结合管路变径背压法，将磁流变液流量波动误差从传统的10～40ml/min减小到1～5ml/min，实现了磁流变液循环系统的高稳定性控制，该循环系统在磁流变液低流量工况下仍然具有良好的流量稳定控制能力。因此，本专利技术提供的磁流变抛光机床磁流变液循环系统特别适用于低流量工况下的磁流变液高稳定性控制。2、当加工曲面光学元件时，抛光轮会在高度方向上不断变化。而本专利技术提供的循环系统对磁流变机床加工中抛光轮在高度方向变化不敏感，磁流变液流量几乎不会发生变化，保证了加工过程中的去除函数的稳定，因此，该循环系统同样适用于曲面光学元件加工。3、采用了从储液罐底部中心位置抽出磁流变液的方式进行磁流变液的输出。由于储液罐中正下方接近罐底位置有搅拌叶片旋转，不断搅拌匀滑磁流变液，此位置的磁流变液不易团聚、沉淀，从该位置抽取磁流变液不易含有沉淀颗粒，后续管路不容易发生颗粒堵塞，提高了循环系统的稳定性。4、由于磁流变液主要成分为羰基铁粉，其密度大、粘度高，需要很大的吸力才能完成回收，而回收器为了与抛光轮结构匹配，通常尺寸较小，使得磁流变液极易在回收器处发生堵塞，无法回收的磁流变液从抛光轮飞溅到机床工作台，致使元件加工意外终止。本专利技术采用了将第二蠕动泵低置的方式增大与回收器的高度差，依靠磁流变液自身重力和利用液体虹吸效应等效增大了回收器处的吸力，使得磁流变液充分回收，提高了循环系统的稳定性。综上所述，本专利技术提供的磁流变抛光机床磁流变液循环系统适用于磁流变机床磁流变液流量的高精度控制，尤其是低流量工况下也具有很高的控制精度，可以将磁流变液流量波动误差从传统的10～40ml/min减小到1～5ml/min，实现了磁流变液循环系统的高稳定性控制。且该装置实现简便、稳定可靠、精度高，是一种值得广泛推广的装置。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种磁流变抛光机床磁流变液循环系统，包括：储液罐，其特征在于，还包括：第一蠕动泵和变径背压管路；所述第一蠕动泵的一端与所述储液罐相连，另一端与所述变径背压管路相连，所述变径背压管路的末端连接喷嘴；所述喷嘴对准抛光轮；其中，所述变径背压管路中设置有脉冲阻尼器，且所述变径背压管路的管径从大逐渐变小，然后再逐渐变大。

【技术特征摘要】
1.一种磁流变抛光机床磁流变液循环系统，包括：储液罐，其特征在于，还包括：第一蠕动泵和变径背压管路；所述第一蠕动泵的一端与所述储液罐相连，另一端与所述变径背压管路相连，所述变径背压管路的末端连接喷嘴；所述喷嘴对准抛光轮；其中，所述变径背压管路中设置有脉冲阻尼器，且所述变径背压管路的管径从大逐渐变小，然后再逐渐变大。2.根据权利要求1所述的一种磁流变抛光机床磁流变液循环系统，其特征在于，还包括：回收器、第一管径磁流变液管四、第二蠕动泵和第一管径磁流变液管五；所述抛光轮上安装有所述回收器，所述回收器依次连接所述第一管径磁流变液管四、所述第二蠕动泵、所述第一管径磁流变液管五和所述储液罐。3.根据权利要求1所述的一种磁流变抛光机床磁流变液循环系统，其特征在于，所述变径背压管路包括依次相连的第一管径磁流变液管一、第一管径磁流变液管二、第二管径磁流变液管一、第三管径磁流变液管、第二管径磁流变液管二和第一管径磁流变液管三；其中，第一管径磁流变液管一与所述第一蠕动泵的另一端相连；所述第一管径磁流变液管三通过压力传感器与所述喷嘴连接；所述第一管径磁流变液管一和所述第一管径磁流变液管二之间安装有所述脉冲阻尼器；所述第一管径磁流变液管一和第一管径磁流变液管二的管径相等，且依次大于第二管径磁流变液管一和第三管径磁流变液管的管径；所述第三管径磁流变液管的管径依次小于第二管径磁流变液管二和第一管径磁流变液管三的管径。4.根据权利要求3所述的一种磁流变抛光机床磁流变液循环系统，其特征在于，所述第二管径磁流变液管二和所述第一管径磁流变液管三之间安装有磁流阀和流量计。5.根据权利要求3所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐才学，温圣林，张远航，颜浩，嵇保建，石琦凯，邓燕，王健，张清华，李昂，
申请(专利权)人：中国工程物理研究院激光聚变研究中心，
类型：发明
国别省市：四川,51