【技术实现步骤摘要】
本专利技术总体地涉及光学元件超精密抛光加工领域，具体涉及一种基于轮式阵列磁流变抛光装置的回收器。
技术介绍
1、磁流变抛光是一种重要的光学元件抛光方法，能快速地收敛光学元件面型误差和粗糙度，同时亚表面损伤小，在光学抛光领域具有重要的地位。磁流变抛光的加工过程中，磁流变液在离心泵的作用下被喷射到抛光轮上随着抛光轮被带入磁场区域。在磁场的作用下，作用区域的磁流变抛光液能够形成“柔性抛光带”，其中磨料被夹持，并且被磁性颗粒挤压到并且聚集在磁流变抛光垫的顶部，通过控制加工参数，实现材料的确定性去除，最终实现高精度加工，而后“柔性抛光带”随着抛光轮的转动将加工的杂质可磁流变液带出磁场区域，没有磁场的作用，磁流变液恢复液态被回收器回收，并通过搅拌器控制磁流变液的粘度，从而循环使用。
2、原有的抛光装置以电磁铁作为磁场发生装置，在抛光轮表面形成一条宽度约为1cm的抛光缎带，通过控制抛光轮转速和磁流变液粘度，以此实现不同效率下的材料去除。材料去除过程中，通过控制电流的大小来改变抛光区域的磁场大小，从而达到控制抛光缎带厚度和硬度的目的，可控性较强。但对于大口径光学元件的加工，其去除效率低，从而不能满足实际加工需求。
3、故现阶段出现一些新式磁流变抛光技术，其中绝大多数原有回收器可以满足回收需求，但对于新型阵列式磁流变装置，其由原来的单条缎带，形成多条缎带，其“柔性抛光带”的宽度及流量显著变大，原有回收器不能满足回收要求，原有回收器的安装要求较高，需要紧贴抛光轮，但依旧存在缝隙导致边缘密封性不好，并且回收器内腔体较大，回收时
4、为提升磁流变抛光材料去除效率，申请人提出将原有的单条柔性缎带扩展为多条，理论上可以实现去除效率的成倍提升。针对柔性缎带扩展的目标，如果将电磁式磁流变的电磁铁进行阵列扩展则会占用大量空间，并且由于电磁式磁流变通过线圈通电产生磁场，故阵列后在一定范围内线圈产生的磁场会相互影响，从而牺牲更多空间。为了不使抛光轮体积过大，选用永磁式磁极作为柔性缎带扩展的磁场源。但永磁极加工完成后其结构很难发生改变，即磁场形状固定，故需要对永磁极的形状进行设计产生特定形状的磁场。
5、磁流变抛光过程中，磁流变液由喷管喷出，进入加工工作区域前需要在抛光轮表面传送一段距离，这就需要磁流变液吸附在抛光轮表面，在抛光轮的带动下，进入工作区完成抛光，并且在抛光结束后磁流变液同样需要在抛光轮的带动下进入回收器。故在永磁式磁场发生装置中设计了一周圆周辅助磁极，其作用为辅助磁流变液吸附在抛光轮表面。而对于抛光轮底部的抛光加工区域，需要设计一套主磁极，使得抛光轮底部形成两个阵列排布的柔性高斯型缎带凸起，磁极结构及磁场分布示意图如图1所示。利用此方法可以实现磁流变柔性缎带阵列。
6、对于永磁式磁流变抛光装置，需要在抛光轮最下方形成高斯形的磁场分布，并且需要其在抛光轮表面可以顺利吸附磁流变液，从而使得磁流变液顺利被带到抛光区域并且顺利被回收器回收。根据以上要求，在其圆周上布置一圈圆柱辅助磁极在周向产生磁场，使得磁流变液可以稳定吸附在抛光轮上。抛光轮最底端设置三块阵列排布的永磁体作为柔性缎带阵列式磁流变的主磁极，其中中间的磁极磁性与两边的磁极不同，因此可以产生两条磁流变柔性抛光缎带。由于此装置目前只在试验测试的原理样机阶段故在后文提到的柔性缎带阵列式磁流变装置均为双端带式的阵列式磁流变装置。其结构简图如图2所示，它主要由被加工镜面上方的阵列式磁流变抛光头、喷管、回收器和循环系统组成。其中阵列式磁流变抛光头主要包括磁流变磁场发生装置、电机、抛光轮和磁极调节装置。它的主要作用是对被加工镜面进行抛光，磁场发生装置产生的特定磁场结构使得磁流变液在特定位置形成特定形状的柔性缎带凸起，在抛光轮的带动下与被加工加工镜面产生相对运动，最终实现材料的去除。喷管的作用是使得磁流变液喷射到抛光轮上从而在抛光轮上产生柔性缎带，对被加工镜面进行抛光。回收器的作用是在柔性缎带完成对被抛光元件的加工后，随着抛光轮，进入回收器回收到循环系统，进而再次被循环系统利用。循环系统主要包括粘度计、流量计、回收泵、离心泵和储液罐。其主要负责磁流变液的供给和回收的循环，同时实时监测在管路中的磁流变液的状态，确保磁流变液的状态在我们要求的范围内稳定。
7、柔性缎带阵列式磁流变抛光装置的工作流程简述如下：首先电机带动抛光轮进行运动，随后储液罐中的液体在离心泵的作用下进入循环系统的管道并到达喷管。在这个过程中粘度计，流量计等传感器实时监测磁流变液的状态，确保磁流变液的状态在我们要求的范围内稳定。磁流变液被喷管喷到抛光轮后，在抛光轮的带动下到达主磁极发生装置由于阵列式磁流变磁极阵列排布，并且喷嘴喷出的两条磁流变液缎带对应在高强度梯度磁场的区域，形成两条具有粘塑性的bingham介质的柔性缎带凸起。此时再通过三维运动平台使缎带与被加工镜面形成相对运动即可实现对其抛光。抛光结束后，磁流变液随着抛光轮的转动脱离主磁极磁场区域，液体到达回收器，回收器的腔内由于回收泵的作用形成局部的真空，使得磁流变液再次被压入循环系统的管道中到达储液罐。储液泵的外部设置有温度传感器对其温度进行监测。
8、目前，亟需设计一种阵列磁流变装置回收器，并改进现有回收器的设计，为阵列磁流变抛光装置提供稳定的回收。
技术实现思路
1、本专利技术针对现有技术中磁流变液回收器无法满足阵列磁流变多缎带的回收需求，并且存在安装难度高、回收不稳定和对抛光轮磨损严重等技术问题，提供一种基于轮式阵列磁流变抛光装置回收器，降低了回收器的安装难度，提高了回收过程的稳定性，减少抛光轮的磨损。
2、本专利技术的技术方案是，提供一种基于轮式阵列磁流变抛光装置的回收器，包括回收器主体、导磁体、橡胶垫、导液管、屏蔽管和磁场模块；所述回收器主体为五个端面封闭的长方体型腔体结构，腔体内部空间为回收腔，用于收集阵列磁流变抛光轮送来的磁流变抛光液；回收器主体上开放的端面为内端面；回收器主体上与内端面位置相对应的长方体另一端面为外端面；所述外端面上设置导管孔；所述屏蔽管和同心设置在屏蔽管内部的导液管穿过导管孔伸入回收器主体的回收腔内；所述内端面的一条边上通过设置凹槽形成引流口；另外内端面的三条边所在的长方体腔体壁体上设置有贯穿至外端面的u形通孔；所述导磁体填充于u型通孔中靠近回收腔一侧且与u型通孔匹配；所述橡胶垫填充于在u型通孔中导磁体外侧且与u型通孔匹配；所述磁场模块包括磁极，并通过所述磁极与导磁体经磁场连接在所述回收器主体的外端面一侧。
3、进一步的，上述内端面为弧形端面，所述弧形的曲率半径与阵列磁流变抛光装置的抛光轮匹配。
4、进一步的，上述磁极的充磁方向与所述屏蔽管的轴线平行。
5、进一步的，上述磁极设置于与导磁体的u型边重合的位置。
6、进一步的，上述磁极为多个结构中心对称的条状；磁场模块本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于轮式阵列磁流变抛光装置的回收器，其特征在于，包括回收器主体(1)、导磁体(2)、橡胶垫(3)、导液管(4)、屏蔽管(5)和磁场模块(6)；
2.如权利要求1所述的基于轮式阵列磁流变抛光装置的回收器，其特征在于，
3.如权利要求1所述的基于轮式阵列磁流变抛光装置的回收器，其特征在于，
4.如权利要求1所述的基于轮式阵列磁流变抛光装置的回收器，其特征在于，
5.如权利要求1所述的基于轮式阵列磁流变抛光装置的回收器，其特征在于，所述磁极(64)为多个结构中心对称的条状；
6.如权利要求1所述的基于轮式阵列磁流变抛光装置的回收器，其特征在于，所述引流口(13)为长方形开口，所述长方形开口的宽度大于轮式阵列磁流变抛光装置的多段带的宽度，开口高度大于轮式阵列磁流变抛光装置的多段带的高度且小于所述回收器主体的厚度。
7.如权利要求1所述的基于轮式阵列磁流变抛光装置的回收器，其特征在于，所述回收器主体(1)由不导磁材料制作，所述回收器主体(1)上的U形空隙被所述导磁体(2)和所述橡胶垫(3)密封填充；所述橡胶垫(
8.如权利要求1所述的基于轮式阵列磁流变抛光装置的回收器，其特征在于，所述屏蔽管(5)由导磁材料制作，所述导液管(4)由不导磁材料制作；所述屏蔽管(5)通过连接盘(51)与回收器主体(1)的外端面固定连接。
9.如权利要求1所述的基于轮式阵列磁流变抛光装置的回收器，其特征在于，所述导液管(4)在回收腔内的长度小于回收器主体(1)上内端面与外端面之间的距离。
10.如权利要求1所述的基于轮式阵列磁流变抛光装置的回收器，其特征在于，所述轮式阵列式是指在抛光轮圆周上布置一圈圆柱辅助磁极以在周向产生磁场，使得磁流变液吸附在抛光轮上；且在抛光轮最底端设置三块阵列排布的永磁体作为柔性缎带阵列式磁流变的主磁极，其中中间的磁极磁性与两边的磁极不同。
...【技术特征摘要】
1.一种基于轮式阵列磁流变抛光装置的回收器，其特征在于，包括回收器主体(1)、导磁体(2)、橡胶垫(3)、导液管(4)、屏蔽管(5)和磁场模块(6)；
2.如权利要求1所述的基于轮式阵列磁流变抛光装置的回收器，其特征在于，
3.如权利要求1所述的基于轮式阵列磁流变抛光装置的回收器，其特征在于，
4.如权利要求1所述的基于轮式阵列磁流变抛光装置的回收器，其特征在于，
5.如权利要求1所述的基于轮式阵列磁流变抛光装置的回收器，其特征在于，所述磁极(64)为多个结构中心对称的条状；
6.如权利要求1所述的基于轮式阵列磁流变抛光装置的回收器，其特征在于，所述引流口(13)为长方形开口，所述长方形开口的宽度大于轮式阵列磁流变抛光装置的多段带的宽度，开口高度大于轮式阵列磁流变抛光装置的多段带的高度且小于所述回收器主体的厚度。
7.如权利要求1所述的基于轮式阵列磁流变抛光装置的回收器，其特征在于，所述回收器...
【专利技术属性】
技术研发人员：石峰，王博，张万里，宋辞，铁贵鹏，田野，乔冬阳，
申请(专利权)人：中国人民解放军国防科技大学，
类型：发明
国别省市：
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