一种用于公自转磁流变抛光中的循环装置，包括注液槽与回收槽、注液嘴、刮板和其他必要的辅助装置。注液管将磁流变抛光液注入注液槽，注液槽与注液嘴连通，注液嘴将磁流变抛光液加注到抛光轮上，刮板将磁流变抛光液与抛光轮分离，并将磁流变抛光液引导至回收槽中。抽液管将回收槽中的磁流变抛光液抽走。本实用新型专利技术所涉及到的用于公自转磁流变抛光中的循环装置，在与公自转磁流变抛光方法配合使用的前提下，能够解决磁流变抛光液的循环问题，保证抛光去除函数的稳定性，使公自转抛光发挥其优势。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
本专利属于光学曲面精密加工
，特别涉及一种磁流变抛光液循环装置。
技术介绍
光学零件的磁流变抛光技术是一种新兴的确定性抛光技术。磁流变液是一种由磁性颗粒、载液和其他添加成分组成的智能材料。由于其中的磁性材料在磁场中会进行重新排列，磁流变液在磁场的作用下会在毫秒时间量级内发生流变，由液态变为类固态。发生流变后的磁流变液具有较高的剪切屈服强度。在磁流变液中加入抛光磨料后可形成磁流变抛光液，在磁场作用下，磁流变抛光液发生流变，形成抛光模，带动抛光磨料实现对光学玻璃等非导磁性材料的抛光。与传统光学抛光技术相比，磁流变抛光技术在对工件面形进行修正和降低工件表面粗糙度的基础上，不会产生亚表面损伤。美国QED Technology公司与Rochester大学的光学制造中心合作，把磁流变抛光技术和数控技术相结合，研制出一系列可用于光学零件抛光的QED数控磁流变抛光机床， 这种数控磁流变抛光技术是目前最常用的磁流变抛光技术。图1为常用的磁流变抛光技术原理示意图。磁流变抛光液储存在储液罐10中，输送泵9连接到储液罐10底部，并将磁流变抛光液输入到循环管道中。管道中有压力流量测量装置7，用于对磁流变抛光液当前状态进行监控。抛光轮1沿自身几何中心轴旋转(如图示Co1方向)，可称其为抛光轮1的自转运动。抛光轮1内部装有磁铁，磁铁被固定在轴承座16上，并能在抛光轮1表面形成磁场。当注液嘴6将磁流变抛光液加注到抛光轮1上时，由于磁场的作用，磁流变抛光液将吸附在抛光轮1上，并随之旋转，形成带状，可称其为缎带5。抛光轮1表面有较强的加工区磁场4和较弱的维系区磁场2，加工区磁场4的作用是在加工区形成一个强磁场，从而使磁流变抛光液粘度增加并达到适当的强度。维系区磁场2的作用是使磁流变抛光液吸附在抛光轮1上，并将其带离加工区。抛光轮1与工件3 上表面有一间隙，间隙小于缎带5的厚度，所以抛光轮1本身并不与工件3接触，只有磁流变抛光液会触及工件3上表面。当磁流变抛光液随着抛光轮1做自转运动并被带入加工区时，将与工件3发生挤压和摩擦作用，在工件3表面产生抛光去除，该抛光去除的函数分布和加工区内的摩擦力分布直接相关。随后，磁流变抛光液被带离加工区，被收集器14收集起来。抽吸泵12将收集器14中的磁流变抛光液抽出并注入到储液罐10中。搅拌器11用来将储液罐10中的磁流变抛光液搅拌均勻。此外，还有恒温装置和补水装置等辅助维持磁流变抛光液的特性保持恒定。磁流变抛光液持续在抛光轮1、储液罐10和管路中流动，使加工区的磁流变抛光液一直在更新，从而保证抛光去除函数的稳定性。轴承座16被固定在安装底座15上，所以抛光轮1能够随着轴承座16和安装底座15做平移运动。根据工件3初始面形误差和抛光去除函数，预先计算出抛光轮1在工件3表面运行的路径和进给速度分布，将抛光轮1沿着该路径以计算出的进给速度遍历整个工件3表面，就能达到对面形进行修正和降低工件3表面粗糙度的目的。在常用的磁流变抛光技术中，由于抛光轮1只做自转运动，所以缎带5会在工件3表面留下单一方向的抛光纹路，这种单一纹路对降低工件3表面粗糙度不利。清华大学提出了一种公自转磁流变抛光技术(ZL0311i^81.5)。图2为公自转磁流变抛光技术示意图。与常用的磁流变抛光技术相比，公自转磁流变抛光时，抛光轮1不仅做自转运动，而且绕一竖直轴旋转(如图示ω2方向)，可称其为抛光轮1的公转运动。在进行公自转磁流变抛光时，由于两个旋转运动的存在，抛光纹路更加复杂，不会出现常用磁流变抛光技术中单一方向的抛光纹路，所以公自转抛光对降低工件3表面粗糙度有利，而且加入公转运动后，与常用的磁流变抛光技术相比，在自转速度相同的情况下能够提高抛光效率。此外，在将自转中心相对公转中心做一定量的偏心调整后，公自转抛光的抛光去除函数会形成类似于高斯分布的回转对称形状，这种抛光去除函数分布对于数控编程中的路径规划非常有利。使用公自转磁流变抛光技术时，要想使注液嘴始终能够将磁流变抛光液加注到抛光轮上，注液嘴和收集器必须与自转运动的转轴保持固定的位置。而且为了保持抛光去除函数的稳定性，必须实现磁流变抛光液的循环以保证抛光区磁流变抛光液持续更新，但是由于公转运动的存在，如果采用与常用磁流变抛光技术相同的循环系统，如图1所示，将无法实现注液嘴始终对准抛光轮，收集器也不能始终和抛光轮贴合以实现磁流变抛光液的收集，从而不可能实现磁流变抛光液的循环和更新。如果不使用磁流变抛光液循环系统，加工区的磁流变抛光液得不到持续更新，将导致抛光去除函数的不稳定和不确定，而无法实现确定性磁流变抛光，最终难以达到纳米级的表面粗糙度和面形精度。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种实现公自转抛光中磁流变抛光液循环的装置，使其在与公自转磁流变抛光技术配合使用的前提下，能够实现磁流变抛光液的循环。本技术的技术方案如下一种用于公自转磁流变抛光中的循环装置，该装置包括安装底座、固定在安装底座上的轴承座、抛光轮以及循环系统；所述的安装底座做公转运动；所述的抛光轮安装在轴承座上，该抛光轮做自转运动且同时随安装底座做公转运动； 所述的循环系统含有储液罐、设置在储液罐中的搅拌器、抽液管、注液管和注液嘴，在所述的抽液管上设有抽吸泵，在所述的注液管上设置有输送泵和压力流量测量装置，注液管的入口端与储液罐的底部连接，其特征在于所述的循环系统还包含注液槽、支架和刮板；所述的注液槽为环形结构，并通过支架与安装底座相连接，该注液槽的几何轴线与抛光轮的公转运动转轴重合，且随安装底座做公转运动，注液管的出口端位于注液槽内或上方；在注液槽底部开有小孔；所述的注液嘴与注液槽底部的小孔连通，注液嘴的出口对准抛光轮轮缘；所述的刮板连接到支架上，并与抛光轮表面相贴合或留有间隙。本技术所述的循环装置还含有回收槽，所述的回收槽为环形结构，与注液槽同心布置，该回收槽的外径小于注液槽的内径，回收槽位于刮板下方，并与支架相连，且随安装底座做公转运动；所述的抽液管的入口端位于回收槽内。本技术注液槽的底面与水平面之间有一倾角θ，该倾角使小孔位于注液槽底面的最低位置。本技术具有以下优点及突出性效果所涉及到的用于公自转磁流变抛光中的循环装置，在与公自转磁流变抛光技术配合使用的前提下，能够实现磁流变抛光液的循环。该装置解决了公自转磁流变抛光中的磁流变抛光液循环难题，为抛光去除函数的稳定性提供必要条件，使公自转抛光发挥其优势。附图说明图1为常用的磁流变抛光技术原理结构示意图。图2为公自转磁流变抛光技术原理结构示意图。图3为本技术所述装置的原理结构示意图。图4为本技术所述装置公转90°后示意图。图5为本技术所述抛光轮、注液槽和回收槽结构示意图。图中1-抛光轮；2-维系区磁场；3-工件；4-加工区磁场；5-缎带；6_注液嘴； 7-压力流量测量装置；8-注液管；9-输送泵；10-储液罐；11-搅拌器；12-抽吸泵；13-抽液管；14-收集器；15-安装底座；16-轴承座；17-注液槽；18-回收槽；19-小孔；20-刮板； 21-支架。具体实施方式以下结合附图对本技术的原理、结构和工作过程做进一步的说明。图3为本技术提供的一种用于公自转磁流变抛光中的循环装置的原理结构示意图，该装置本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种用于公自转磁流变抛光中的循环装置，该装置包括安装底座（１５）、固定在安装底座（１５）上的轴承座（１６）、抛光轮（１）以及循环系统；所述的安装底座（１５）做公转运动；所述的抛光轮（１）安装在轴承座（１６）上，该抛光轮做自转运动且同时随安装底座（１５）做公转运动；所述的循环系统含有储液罐（１０）、设置在储液罐（１０）中的搅拌器（１１）、抽液管（１３）、注液管（８）和注液嘴（６），在所述的抽液管（１３）上设有抽吸泵（１２），在所述的注液管（８）上设置有输送泵（９）和压力流量测量装置（７），注液管（８）的入口端与储液罐（１０）的底部连接，其特征在于：所述的循环系统还包含注液槽（１７）、支架（２１）和刮板（２０）；所述的注液槽（１７）为环形结构，并通过支架（２１）与安装底座（１５）相连接，注液槽（１７）的几何轴线与抛光轮（１）的公转运动转轴重合，且随安装底座（１５）做公转运动，注液管（８）的出口端位于注液槽（１７）内或上方；在注液槽（１７）底部开有小孔（１９）；所述的注液嘴（６）与注液槽（１７）底部的小孔（１９）连通，注液嘴（６）的出口对准抛光轮（１）轮缘；所述的刮板（２０）连接到支架（２１）上，并与抛光轮（１）表面相贴合或留有间隙。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：张云，王于岳，祝徐兴，冯之敬，左巍，赵广木，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：实用新型
国别省市：11
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