CN112318217A - 一种用于光学镜片精加工的磁流变液抛光装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于光学镜片精加工的磁流变液抛光装置，包括机身，所述机身内设有工作腔，所述工作腔内设有能够通过磁流变液对光学镜片进行抛光的抛光装置，所述抛光装置包括设置于所述工作腔内设有的待抛光的光学镜片，所述工作腔上侧壁体内转动设有转动块，所述转动块下侧固设有能够驱动所述光学镜片进行上下移动调节的液压缸，本发明设有抛光装置，能够通过转动装置和移动装置实现光学镜片的工作面与磁流变液相对摩擦移动，以及磁流变液材料的随外加磁场的增强而固化的特性为基础，然后通过计算机控制电磁线圈控制间隙磁场力的大小，进而可完成光学镜片的表面抛光和高表面光洁度，从而实现了光学镜片的精加工操作。

Description

一种用于光学镜片精加工的磁流变液抛光装置

技术领域

本发明涉及新材料相关技术领域，具体为一种用于光学镜片精加工的磁流变液抛光装置。

背景技术

新材料是指新近发展或正在发展的具有优异性能的结构材料和有特殊性质的功能材料；结构材料主要是利用它们的强度、韧性、硬度、弹性等机械性能；磁流变液属可控流体，是智能材料中研究较为活跃的一支；磁流变液是由高磁导率、低磁滞性的微小软磁性颗粒和非导磁性液体混合而成的悬浮体；

光学镜片的加工精度是制约镜头质量的关键因素和技术，而传统的机械抛光设备一般不能达到光学镜片的精加工要求，因此，提高加工精度对镜头的最后形成和微表面粗糙度有着非常重要的意义，其中通过磁流变液特殊性能能够实现光学镜片的镜面抛光，所以需要设计一款制作出的抛光设备能够实现。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于光学镜片精加工的磁流变液抛光装置，用于克服现有技术中的上述缺陷。

根据本发明的一种用于光学镜片精加工的磁流变液抛光装置，包括机身，所述机身内设有工作腔，所述工作腔内设有能够通过磁流变液对光学镜片进行抛光的抛光装置，所述抛光装置包括设置于所述工作腔内设有的待抛光的光学镜片，所述工作腔上侧壁体内转动设有转动块，所述转动块下侧固设有能够驱动所述光学镜片进行上下移动调节的液压缸，所述工作腔上侧壁体内设有关于所述转动块下侧左右对称的限位腔，所述限位腔能够限制所述光学镜片转动角度，所述光学镜片前后侧设有能够驱动所述光学镜片进行转动抛光的转动装置，所述工作腔左右侧壁内设有对称的滑动腔，所述滑动腔内滑动设有用于放置磁流变液的移动板，所述移动板远离于所述光学镜片一侧与所述滑动腔底壁之间设有能够进行伸缩复位内的伸缩弹簧一，所述移动板下侧设有电磁线圈腔，所述电磁线圈腔下侧壁体内固设有能够垂直向上发射平行磁场的电磁线圈，所述电磁线圈提供的平行磁场能够通过电力改变进行大小的改变，所述移动板上侧壁体上固设有用于盛放磁流变液的盛液箱，所述光学镜片的工作表面与所述移动板上侧的移动面之间的间隙盛放有磁流变液，在间隙处产生可控磁场，磁流变液随外加磁场的增强而固化，并随所述移动板的移动而获得速度，此间隙处被称为抛光点，其过程有计算机精确控制，可完成所述光学镜片的表面抛光和高表面光洁度，所述电磁线圈腔左右侧设有用于驱动所述移动板进行左右移动的移动装置，所述盛液箱左右侧设有用于所述盛液箱减震复位的减震复位装置，所述盛液箱后侧设有移动腔，所述移动腔左侧的所述机身内设有用于提供磁流变液的磁流变液箱，所述磁流变液箱右侧设有连接管，所述连接管前侧与所述移动腔内设有软管连通，且所述软管与所述盛液箱内侧连通，所述软管能够左右伸长，所述工作腔前侧设有与外界连通的进入腔。

在上述技术方案基础上，所述转动装置包括设置于所述转动块上侧的所述机身内的齿轮腔，所述齿轮腔后侧设有后侧传动腔，所述后侧传动腔后侧设有同步带腔一，所述齿轮腔前侧设有前侧传动腔，所述前侧传动腔前侧设有同步带腔二，所述同步带腔一与所述同步带腔二之间转动设有主动转轴，所述齿轮腔上侧壁体内固设有驱动电机，所述驱动电机动力输出轴上固设有锥齿轮，所述齿轮腔内的所述锥齿轮后侧的所述主动转轴上固设有半锥齿轮一，所述齿轮腔内的所述锥齿轮前侧的所述主动转轴上固设有半锥齿轮二，且所述半锥齿轮一与所述半锥齿轮二始终有一个与所述半锥齿轮一齿轮啮合连接，所述后侧传动腔内的所述主动转轴上固设有只能单向转动的单向轴承一，所述单向轴承一上固设有小带轮一，所述前侧传动腔内的所述主动转轴上固设有只能单向转动的单向轴承二，所述单向轴承二上固设有小带轮二，且所述单向轴承一与所述单向轴承二转动限制方向相方，所述后侧传动腔与所述前侧传动腔之间转动设有与所述转动块固定安装的驱动转轴，所述后侧传动腔内的所述驱动转轴上固设有单向轴承三，所述单向轴承三上固设有直径大于所述小带轮一的大传动轮一，所述小带轮一与所述大传动轮一之间设有同步带一，所述前侧传动腔内的所述驱动转轴上固设有单向轴承四，所述单向轴承四上固设有直径大于所述小带轮二的大传动轮二，所述小带轮二与所述大传动轮二之间设有后传动带。

在上述技术方案基础上，所述移动装置包括设置于所述电磁线圈腔左侧的所述移动板下侧的左齿轮腔，所述电磁线圈腔右侧的所述移动板下侧设有右齿轮腔，所述左齿轮腔后侧设有与所述同步带腔一连通的后侧带轮腔，所述右齿轮腔前侧设有与所述同步带腔二连通的前侧带轮腔，所述左齿轮腔与所述后侧带轮腔之间转动设有左转轴一，所述左齿轮腔内的所述左转轴一上固设有左半齿轮，所述后侧带轮腔内的所述左转轴一上固设有后侧带轮，所述右齿轮腔与所述前侧带轮腔之间转动设有右转轴一，所述右齿轮腔内的所述右转轴一上固设有右半齿轮，所述前侧带轮腔内的所述右转轴一上固设有前侧带轮，所述同步带腔一左侧前后壁体上转动设有左转轴二，所述左转轴二上设有带轮一，所述带轮一与所述后侧带轮之间设有左同步带，所述带轮一后侧的所述左转轴二上固设有带轮二，所述同步带腔一内的所述主动转轴上固设有只能单向转动带动单向轴承五，所述单向轴承五上固设有带轮三，所述带轮三与所述带轮二之间设有同步带二，所述同步带腔二右侧的前后壁体上转动设有右转轴二，所述右转轴二上固设有带轮四，所述带轮四与所述前侧带轮之间设有右同步带，所述带轮四后侧的所述右转轴二上固设有带轮五，所述同步带腔二内所述主动转轴上固设有只能单向转动的单向轴承六，所述单向轴承六上固设有带轮六，所述带轮六与所述带轮五之间设有同步带一。

在上述技术方案基础上，所述减震复位装置包括对称设置于所述工作腔左右侧壁体内的滑腔，所述滑腔内滑动设有能够与所述盛液箱左右侧壁体接触的辅助减震板，所述辅助减震板与所述滑腔远离于所述盛液箱一侧的壁体之间设有伸缩弹簧二，所述伸缩弹簧二能够辅助所述盛液箱进行滑动复位。

本发明的有益效果是：本发明设有抛光装置，能够通过转动装置和移动装置实现光学镜片的工作面与磁流变液相对摩擦移动，以及磁流变液材料的随外加磁场的增强而固化的特性为基础，然后通过计算机控制电磁线圈控制间隙磁场力的大小，进而可完成光学镜片的表面抛光和高表面光洁度，从而实现了光学镜片的精加工操作。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是一种用于光学镜片精加工的磁流变液抛光装置的整体结构示意图；

图2是本发明图1中“A-A”处的剖视图；

图3是本发明图1中“B-B”处的剖视图；

图4是本发明图1中“C-C”处的剖视图；

图5是本发明图1中“D-D”处的剖视图。

具体实施方式

下面结合图1-5对本发明进行详细说明，为叙述方便，现对下文所说的方位规定如下：下文所说的上下左右前后方向与图1本身投影关系的上下左右前后方向一致。

参照图1-5，根据本发明的实施例的一种用于光学镜片精加工的磁流变液抛光装置，包括机身10，所述机身10内设有工作腔16，所述工作腔16内设有能够通过磁流变液对光学镜片进行抛光的抛光装置901，所述抛光装置901包括设置于所述工作腔16内设有的待抛光的光学镜片19，所述工作腔16上侧壁体内转动设有转动块17，所述转动块17下侧固设有能够驱动所述光学镜片19进行上下移动调节的液压缸18，所述工作腔16上侧壁体内设有关于所述转动块17下侧左右对称的限位腔67，所述限位腔67能够限制所述光学镜片19转动角度，所述光学镜片19前后侧设有能够驱动所述光学镜片19进行转动抛光的转动装置902，所述工作腔16左右侧壁内设有对称的滑动腔25，所述滑动腔25内滑动设有用于放置磁流变液的移动板27，所述移动板27远离于所述光学镜片19一侧与所述滑动腔25底壁之间设有能够进行伸缩复位内的伸缩弹簧一26，所述移动板27下侧设有电磁线圈腔30，所述电磁线圈腔30下侧壁体内固设有能够垂直向上发射平行磁场的电磁线圈31，所述电磁线圈31提供的平行磁场能够通过电力改变进行大小的改变，所述移动板27上侧壁体上固设有用于盛放磁流变液的盛液箱21，所述光学镜片19的工作表面与所述移动板27上侧的移动面之间的间隙盛放有磁流变液，在间隙处产生可控磁场，磁流变液随外加磁场的增强而固化，并随所述移动板27的移动而获得速度，此间隙处被称为抛光点，其过程有计算机精确控制，可完成所述光学镜片19的表面抛光和高表面光洁度，所述电磁线圈腔30左右侧设有用于驱动所述移动板27进行左右移动的移动装置903，所述盛液箱21左右侧设有用于所述盛液箱21减震复位的减震复位装置904，所述盛液箱21后侧设有移动腔42，所述移动腔42左侧的所述机身10内设有用于提供磁流变液的磁流变液箱40，所述磁流变液箱40右侧设有连接管75，所述连接管75前侧与所述移动腔42内设有软管41连通，且所述软管41与所述盛液箱21内侧连通，所述软管41能够左右伸长，所述工作腔16前侧设有与外界连通的进入腔43。

另外，在一个实施例中，所述转动装置902包括设置于所述转动块17上侧的所述机身10内的齿轮腔12，所述齿轮腔12后侧设有后侧传动腔49，所述后侧传动腔49后侧设有同步带腔一44，所述齿轮腔12前侧设有前侧传动腔52，所述前侧传动腔52前侧设有同步带腔二54，所述同步带腔一44与所述同步带腔二54之间转动设有主动转轴48，所述齿轮腔12上侧壁体内固设有驱动电机14，所述驱动电机14动力输出轴上固设有锥齿轮15，所述齿轮腔12内的所述锥齿轮15后侧的所述主动转轴48上固设有半锥齿轮一13，所述齿轮腔12内的所述锥齿轮15前侧的所述主动转轴48上固设有半锥齿轮二51，且所述半锥齿轮一13与所述半锥齿轮二51始终有一个与所述半锥齿轮一13齿轮啮合连接，所述后侧传动腔49内的所述主动转轴48上固设有只能单向转动的单向轴承一70，所述单向轴承一70上固设有小带轮一50，所述前侧传动腔52内的所述主动转轴48上固设有只能单向转动的单向轴承二71，所述单向轴承二71上固设有小带轮二53，且所述单向轴承一70与所述单向轴承二71转动限制方向相方，所述后侧传动腔49与所述前侧传动腔52之间转动设有与所述转动块17固定安装的驱动转轴61，所述后侧传动腔49内的所述驱动转轴61上固设有单向轴承三72，所述单向轴承三72上固设有直径大于所述小带轮一50的大传动轮一64，所述小带轮一50与所述大传动轮一64之间设有同步带一63，所述前侧传动腔52内的所述驱动转轴61上固设有单向轴承四73，所述单向轴承四73上固设有直径大于所述小带轮二53的大传动轮二66，所述小带轮二53与所述大传动轮二66之间设有后传动带65。

另外，在一个实施例中，所述移动装置903包括设置于所述电磁线圈腔30左侧的所述移动板27下侧的左齿轮腔28，所述电磁线圈腔30右侧的所述移动板27下侧设有右齿轮腔32，所述左齿轮腔28后侧设有与所述同步带腔一44连通的后侧带轮腔36，所述右齿轮腔32前侧设有与所述同步带腔二54连通的前侧带轮腔38，所述左齿轮腔28与所述后侧带轮腔36之间转动设有左转轴一34，所述左齿轮腔28内的所述左转轴一34上固设有左半齿轮29，所述后侧带轮腔36内的所述左转轴一34上固设有后侧带轮35，所述右齿轮腔32与所述前侧带轮腔38之间转动设有右转轴一37，所述右齿轮腔32内的所述右转轴一37上固设有右半齿轮33，所述前侧带轮腔38内的所述右转轴一37上固设有前侧带轮39，所述同步带腔一44左侧前后壁体上转动设有左转轴二58，所述左转轴二58上设有带轮一56，所述带轮一56与所述后侧带轮35之间设有左同步带57，所述带轮一56后侧的所述左转轴二58上固设有带轮二45，所述同步带腔一44内的所述主动转轴48上固设有只能单向转动带动单向轴承五68，所述单向轴承五68上固设有带轮三47，所述带轮三47与所述带轮二45之间设有同步带二46，所述同步带腔二54右侧的前后壁体上转动设有右转轴二60，所述右转轴二60上固设有带轮四55，所述带轮四55与所述前侧带轮39之间设有右同步带59，所述带轮四55后侧的所述右转轴二60上固设有带轮五74，所述同步带腔二54内 所述主动转轴48上固设有只能单向转动的单向轴承六69，所述单向轴承六69上固设有带轮六62，所述带轮六62与所述带轮五74之间设有同步带一63。

另外，在一个实施例中，所述减震复位装置904包括对称设置于所述工作腔16左右侧壁体内的滑腔23，所述滑腔23内滑动设有能够与所述盛液箱21左右侧壁体接触的辅助减震板22，所述辅助减震板22与所述滑腔23远离于所述盛液箱21一侧的壁体之间设有伸缩弹簧二24，所述伸缩弹簧二24能够辅助所述盛液箱21进行滑动复位。

初始状态时，伸缩弹簧二24和伸缩弹簧一26处于自然状态，左半齿轮29与移动板27下侧齿轮啮合连接，右半齿轮33与移动板27下侧未齿轮啮合连接，且左半齿轮29与右半齿轮33始终有一个与移动板27齿轮齿条啮合连接，液压缸18能够控制光学镜片19进行上下移动。

当对光学镜片19进行固定调节时，先启动磁流变液箱40，启动磁流变液箱40能够使磁流变液通过连接管75、软管41进入到盛液箱21内，用于光学镜片19的工作面进行打磨；然后使光学镜片19从进入腔43进行到工作腔16内，然后固定安装于液压缸18下侧，然后根据需求控制光学镜片19进入到盛液箱21内的，通过计算机精确控制调节合适的抛光点用于光学镜片19表面进行抛光。

当对光学镜片19进行工作面位置进行调节时，先启动驱动电机14，驱动电机14启动带动锥齿轮15转动顺时针转动，进而带动半锥齿轮二51逆时针转动，从而带动主动转轴48、单向轴承二71、小带轮二53、后传动带65、大传动轮二66、单向轴承四73、驱动转轴61进行逆时针转动，从而带动转动块17进行逆时针转动，转动块17逆时针转动带动光学镜片19以驱动转轴61为中心进行逆时针转动；锥齿轮15继续转动，进而与半锥齿轮二51脱离啮合连接，然后与半锥齿轮一13啮合连接，从而带动半锥齿轮一13进行顺时针转动，从而带动主动转轴48、单向轴承一70、小带轮一50、同步带一63、大传动轮一64、单向轴承三72、驱动转轴61，进行顺时针转动，从而带动转动块17进行顺时针转动，转动块17顺时针转动带动光学镜片19以驱动转轴61为中心进行顺时针转动，从而实现光学镜片19工作面不同位置的抛光；

当对光学镜片19工作面进行移动抛光时，当主动转轴48进行逆时针转动时，同时会带动单向轴承六69、带轮六62、同步带一63、带轮五74、右转轴二60、带轮四55、右同步带59、前侧带轮39、右转轴一37、右半齿轮33进行逆时针转动，从而带动移动板27向左移动，从而带动盛液箱21内磁流变液向左移动，此过程磁流变液移动方向与光学镜片19移动方向相反；当主动转轴48进行顺时针转动时，同时会带动单向轴承五68、带轮三47、同步带二46、带轮二45、左转轴二58、带轮一56、左同步带57、后侧带轮35、左转轴一34、左半齿轮29进行顺时针转动，从而带动移动板27向右移动，从而带动盛液箱21内磁流变液向右移动，此过程磁流变液移动方向与光学镜片19移动方向相反；从而为抛光提供相对移动的摩擦的条件，相对移动的同时，通过计算机精确控制对电磁线圈31通电大小，从而控制电磁线圈31的磁场变化，从而对间隙处产生可控磁场进行控制（磁流变液随外加磁场的增强而固化），进而可完成所述光学镜片19的表面抛光和高表面光洁度。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种用于光学镜片精加工的磁流变液抛光装置，包括机身，其特征在于：所述机身内设有工作腔，所述工作腔内设有能够通过磁流变液对光学镜片进行抛光的抛光装置，所述抛光装置包括设置于所述工作腔内设有的待抛光的光学镜片，所述工作腔上侧壁体内转动设有转动块，所述转动块下侧固设有能够驱动所述光学镜片进行上下移动调节的液压缸，所述工作腔上侧壁体内设有关于所述转动块下侧左右对称的限位腔，所述限位腔能够限制所述光学镜片转动角度，所述光学镜片前后侧设有能够驱动所述光学镜片进行转动抛光的转动装置，所述工作腔左右侧壁内设有对称的滑动腔，所述滑动腔内滑动设有用于放置磁流变液的移动板，所述移动板远离于所述光学镜片一侧与所述滑动腔底壁之间设有能够进行伸缩复位内的伸缩弹簧一，所述移动板下侧设有电磁线圈腔，所述电磁线圈腔下侧壁体内固设有能够垂直向上发射平行磁场的电磁线圈，所述电磁线圈提供的平行磁场能够通过电力改变进行大小的改变，所述移动板上侧壁体上固设有用于盛放磁流变液的盛液箱，所述光学镜片的工作表面与所述移动板上侧的移动面之间的间隙盛放有磁流变液，在间隙处产生可控磁场，磁流变液随外加磁场的增强而固化，并随所述移动板的移动而获得速度，此间隙处被称为抛光点，其过程有计算机精确控制，可完成所述光学镜片的表面抛光和高表面光洁度，所述电磁线圈腔左右侧设有用于驱动所述移动板进行左右移动的移动装置，所述盛液箱左右侧设有用于所述盛液箱减震复位的减震复位装置，所述盛液箱后侧设有移动腔，所述移动腔左侧的所述机身内设有用于提供磁流变液的磁流变液箱，所述磁流变液箱右侧设有连接管，所述连接管前侧与所述移动腔内设有软管连通，且所述软管与所述盛液箱内侧连通，所述软管能够左右伸长，所述工作腔前侧设有与外界连通的进入腔。

2.根据权利要求1所述的一种用于光学镜片精加工的磁流变液抛光装置，其特征在于：所述转动装置包括设置于所述转动块上侧的所述机身内的齿轮腔，所述齿轮腔后侧设有后侧传动腔，所述后侧传动腔后侧设有同步带腔一，所述齿轮腔前侧设有前侧传动腔，所述前侧传动腔前侧设有同步带腔二，所述同步带腔一与所述同步带腔二之间转动设有主动转轴，所述齿轮腔上侧壁体内固设有驱动电机，所述驱动电机动力输出轴上固设有锥齿轮，所述齿轮腔内的所述锥齿轮后侧的所述主动转轴上固设有半锥齿轮一，所述齿轮腔内的所述锥齿轮前侧的所述主动转轴上固设有半锥齿轮二，且所述半锥齿轮一与所述半锥齿轮二始终有一个与所述半锥齿轮一齿轮啮合连接，所述后侧传动腔内的所述主动转轴上固设有只能单向转动的单向轴承一，所述单向轴承一上固设有小带轮一，所述前侧传动腔内的所述主动转轴上固设有只能单向转动的单向轴承二，所述单向轴承二上固设有小带轮二，且所述单向轴承一与所述单向轴承二转动限制方向相方，所述后侧传动腔与所述前侧传动腔之间转动设有与所述转动块固定安装的驱动转轴，所述后侧传动腔内的所述驱动转轴上固设有单向轴承三，所述单向轴承三上固设有直径大于所述小带轮一的大传动轮一，所述小带轮一与所述大传动轮一之间设有同步带一，所述前侧传动腔内的所述驱动转轴上固设有单向轴承四，所述单向轴承四上固设有直径大于所述小带轮二的大传动轮二，所述小带轮二与所述大传动轮二之间设有后传动带。

3.根据权利要求1所述的一种用于光学镜片精加工的磁流变液抛光装置，其特征在于：所述移动装置包括设置于所述电磁线圈腔左侧的所述移动板下侧的左齿轮腔，所述电磁线圈腔右侧的所述移动板下侧设有右齿轮腔，所述左齿轮腔后侧设有与所述同步带腔一连通的后侧带轮腔，所述右齿轮腔前侧设有与所述同步带腔二连通的前侧带轮腔，所述左齿轮腔与所述后侧带轮腔之间转动设有左转轴一，所述左齿轮腔内的所述左转轴一上固设有左半齿轮，所述后侧带轮腔内的所述左转轴一上固设有后侧带轮，所述右齿轮腔与所述前侧带轮腔之间转动设有右转轴一，所述右齿轮腔内的所述右转轴一上固设有右半齿轮，所述前侧带轮腔内的所述右转轴一上固设有前侧带轮，所述同步带腔一左侧前后壁体上转动设有左转轴二，所述左转轴二上设有带轮一，所述带轮一与所述后侧带轮之间设有左同步带，所述带轮一后侧的所述左转轴二上固设有带轮二，所述同步带腔一内的所述主动转轴上固设有只能单向转动带动单向轴承五，所述单向轴承五上固设有带轮三，所述带轮三与所述带轮二之间设有同步带二，所述同步带腔二右侧的前后壁体上转动设有右转轴二，所述右转轴二上固设有带轮四，所述带轮四与所述前侧带轮之间设有右同步带，所述带轮四后侧的所述右转轴二上固设有带轮五，所述同步带腔二内 所述主动转轴上固设有只能单向转动的单向轴承六，所述单向轴承六上固设有带轮六，所述带轮六与所述带轮五之间设有同步带一。

4.根据权利要求1所述的一种用于光学镜片精加工的磁流变液抛光装置，其特征在于：所述减震复位装置包括对称设置于所述工作腔左右侧壁体内的滑腔，所述滑腔内滑动设有能够与所述盛液箱左右侧壁体接触的辅助减震板，所述辅助减震板与所述滑腔远离于所述盛液箱一侧的壁体之间设有伸缩弹簧二，所述伸缩弹簧二能够辅助所述盛液箱进行滑动复位。

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