CN112476065B - 一种用于加工光学元件的非谐振振动辅助磁流变抛光装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于加工光学元件的非谐振振动辅助磁流变抛光装置及方法，属于超精密加工领域。X、Y向气浮导轨安装在机床框架上，带动元件进行X、Y向运动；Z、Y向气浮导轨通过螺钉连接，使固定在Z向气浮导轨底端的抛光刀头运动平台沿Z向运动；磁铁旋转台固定在机床框架上，产生的动态磁场使磁流变液发生磁化反应形成磁簇；振动装置安装在磁铁旋转台上，带动元件进行二维振动。本发明提出的非谐振振动辅助磁流变抛光方法，利用旋转磁刷与二维振动相结合，使磨料与元件的表面微结构充分接触，二者的复合运动使磨料对元件的表面划痕、毛刺和裂纹进行有效去除，在提高抛光效率的同时，更好地保留了元件的形状精度。

Description

一种用于加工光学元件的非谐振振动辅助磁流变抛光装置及方法

技术领域

本发明涉及超精密加工领域，尤指一种用于加工光学元件的非谐振振动辅助磁流变抛光装置及方法。

背景技术

随着科技的不断进步，新型的光学元件具有体积小、重量轻、光学性能优良等优点，在幻灯机、红外探测器、薄膜放大镜和航空航天等具有广泛应用。光学元件的面形精度与表面粗糙度直接影响成像质量与分辨率，但有些经过工业加工方法加工出的光学元件由于加工工艺的固有缺陷使得加工出的光学元件无法满足使用要求，因此需要对光学元件进行精密抛光，对一些具有复杂微结构的光学元件，传统的机械抛光技术无法对光学元件上的微结构进行抛光。

现如今对光学元件的加工方法主要有化学抛光、浮法抛光、弹性发射加工、离子束抛光等，化学抛光是一种靠化学试剂对元件表面凹凸不平区域的选择性溶解以达到消除划痕、浸蚀整平的一种方法，但在加工过程中抛光液化学成分的变化会导致加工过程不稳定；浮法抛光是一种将被抛光元件置于抛光液上，但不与抛光盘接触的抛光方式，其对装置结构要求太高；弹性发射加工采用浸液工作方式，利用在工件表面高速旋转的聚氨酯小球带动抛光液中粒度为几十纳米的磨料进行抛光，以达到去除被加工元件表面裂纹的目的，但其加工条件苛刻，制作实验装置困难；离子束抛光是根据离子束溅射原理进行抛光的，抛光时发射具有一定能量的离子去轰击元件表面以达到提高表面粗糙度的目的，但其抛光效率低，抛光成本高昂。

随着磁流变抛光技术的不断发展，越来越多的学者对其进行了更深入的探索与研究。国内的郭江教授公开了一种宏观振动与磁流变抛光技术相结合的新型抛光方法，这种新型的抛光方法利用线性振动器带动被抛光件做垂直于磁场的线性运动，同时被抛光件表面的磁流变液在磁场的作用下发生磁化反应，从而达到抛光工件表面及凹槽的目的，在抛光结束之后，被加工元件的表面粗糙度从2.23μm下降到了0.32μm，粗糙度提高了80％左右，这促使国内的磁流变抛光技术有了很大的创新。国外的印度理工学院的Pandey将超声振动、化学方法和磁流变抛光技术结合在一起，首先通过超声振动与磁流变抛光技术对Si进行抛光，然后利用化学试剂进行整平，在最佳条件下获得了表面粗糙度为11.6nm的表面粗糙度。虽然利用超声振动辅助磁流变抛光技术可以获得较低的表面粗糙度，但是超声振动采用的是谐振方式，只能在特定的谐振频率下工作，并且行程也会受到制动器的限制，同时存在发热等固有缺陷。

发明内容

本发明提供一种用于加工光学元件的非谐振振动辅助磁流变抛光装置及方法，以改善传统磁流变抛光抛光效率低、稳定性差等问题。

本发明采取的技术方案是：一种用于加工光学元件的非谐振振动辅助磁流变抛光装置，包括：X向气浮导轨、Y向气浮导轨、Z向气浮导轨、抛光刀头运动平台、振动装置、磁铁旋转台和机床框架，X向气浮导轨安装在机床框架上，Y向气浮导轨通过螺钉与机床框架连接，Z向气浮导轨通过螺钉与Y向气浮导轨连接，抛光刀头运动平台通过螺钉与Z向气浮导轨连接，振动装置通过螺钉与磁铁旋转台连接，磁铁旋转台通过螺钉与X向气浮导轨连接。

本发明所述的抛光刀头运动平台包括：主轴、配重器和抛光刀头，配重器安装在Z向气浮导轨上，主轴安装在配重器上，抛光刀头安装在主轴上。

本发明所述的抛光刀头包括：抛光杆、长方体磁铁和U型带孔板，长方体磁铁安装在抛光杆的长方形槽内，U型带孔板通过螺钉与抛光杆连接。

本发明所述的振动装置包括：位移发生模块一、位移发生模块二、工作平台、解耦机构一、解耦机构二、传感器系统一、传感器系统二和平台框架，工作平台安装在平台框架中间，在X向输出轴线上，位移发生模块一和解耦机构一安装在工作平台两侧，传感器系统一安装在工作平台与平台框架上，在Y向输出轴线上，位移发生模块二和解耦机构二安装在工作平台两侧，传感器系统二安装在工作平台与平台框架上。

本发明所述的位移发生模块一和位移发生模块二的结构相同，以位移发生模块一为例，位移发生模块一包括压电陶瓷、预紧螺钉、刚性块、传动块一、传动块二、放大机构一、放大机构二、传动块三、传动块四、放大机构三、放大机构四、传动块五和传动块六，压电陶瓷通过预紧螺钉安装在刚性块上，压电陶瓷产生的位移通过传动块一和传动块二分别传递给放大机构一和放大机构二，放大后的位移通过传动块三和传动块四分别传递给放大机构三和放大机构四，经过二次放大后的位移通过传动块五和传动块六传递给工作平台。

本发明所述的解耦机构一和解耦机构二结构相同，以解耦机构一为例，解耦机构一包括解耦连杆一和解耦连杆二，解耦连杆一和解耦连杆二的两端分别与平台框架和工作平台连接。

本发明所述的传感器系统一和传感器系统二结构相同，以传感器系统一为例，传感器系统一包括位移传感器和位移传感器支架，位移传感器支架通过螺钉固定在振动装置上，位移传感器通过螺钉固定在位移传感器支架上。

本发明所述的磁铁旋转台包括：齿轮传动组系、长方体垫块、联轴器、伺服电机和轴承座一，齿轮传动组系通过联轴器和轴承座一与伺服电机连接，伺服电机通过螺钉与长方体垫块链接。

本发明所述的齿轮传动组系包括：基础框架、强磁性圆形磁铁、载物平台、端盖、安装螺钉、旋转主轴一、连接键一、锥齿轮一、套筒、轴承一、轴承二、旋转主轴二、连接键二、锥齿轮二、圆形挡片和轴承座二，锥齿轮一通过连接键一安装在旋转主轴一上，并用安装螺钉固定，套筒安装在旋转主轴一上用于固定锥齿轮一，旋转主轴一通过轴承一与轴承二安装在基础框架上并用端盖固定，载物平台通过螺钉固定在旋转主轴一上，强磁性圆形磁铁通过安装螺钉固定在载物平台上，锥齿轮二通过连接键二和圆形挡片与旋转主轴二与连接，旋转主轴二通过轴承座二固定在基础框架上。

本发明所述的机床框架包括大理石基座、支撑体一、支撑体二和刚性横梁，支撑体一和支撑体二分别安装在大理石基座上，刚性横梁安装在支撑体一和支撑体二上。

一种用于加工光学元件的非谐振振动辅助磁流变抛光的方法，包括下列步骤：

(一)、将被加工光学元件固定在振动装置的工作平台上，启动电源，使X向气浮导轨带动磁铁旋转台和振动装置沿X方向运动到工作位置，Y向气浮导轨和Z向气浮导轨共同带动抛光刀头运动平台沿YZ面运动到工作位置，保证载物平台、气浮主轴和被加工光学元件三者同轴；

(二)、向被加工光学元件的表面喷洒磁流变液，运行伺服电机带动磁铁旋转台工作，从而带动强磁性圆形磁铁旋转形成动态磁场，在动态磁场的作用下，磁流变液发生流变效应形成磁簇；同时Z向气浮主轴带动抛光刀头旋转，保证与磁铁旋转台的转速相同，使强磁性圆形磁铁与抛光刀头中的长方体磁铁相对静止，形成垂直于XY平面的稳定的动态磁场；

(三)在振动装置上安装传感器系统一和传感器系统二，对X、Y方向产生的位移进行实时监测，控制工作平台合成稳定的二维运动轨迹，从而带动光学元件进行二维振动；

(四)、对振动装置中的压电陶瓷通入正弦电信号，控制工作平台在X方向和Y方向上的位移大小和振动频率，使振动装置产生的X方向位移与Y方向位移在工作平台上合成为二维运动轨迹，从而带动振动装置上的光学元件做二维运动，利用旋转磁刷和做二维运动的光学元件之间的复合运动，使抛光杆带动磁流变液中的磨粒对元件的表面划痕、裂纹和毛刺进行有效去除，以达到精细抛光的目的；

(五)、直到将加工表面抛光到预期标准以后，抛光过程结束。

本发明的优点：

(1)、本发明提出了一种用于加工光学元件的非谐振振动辅助磁流变抛光方法，用于加工带有微结构的光学元件，通过强磁性圆形磁铁和抛光杆之间的同步转动，使二者之间形成稳定的动态磁场，解决了磁流变液发生磁化反应时所产生的团聚效应问题，利用振动装置带动光学元件产生二维振动，与传统的磁流变抛光方法相比，稳定的动态磁场使磁簇不断更新，振动装置产生的二维振动不但可以使磁簇对被加工元件施加更均匀的研磨力，而且可以使磁流变液中的抛光磨粒形成相对被加工元件有效滑动的切削轨迹，多个切削轨迹相互重合，极大的增加了切向抛光力，从而快速去除被加工光学元件的表面划痕与亚表面损伤，提高抛光效率和表面精度；

(2)、在现有的超声振动辅助磁流变加工中，超声振动装置采用的是谐振类型，然而它们只能在特定的谐振频率下工作，行程受到致动器的性能限制并且伴随着无法解决的发热现象。相比较而言，本发明所采用的非谐振类型振动辅助加工机构采用压电驱动的柔性铰链，这种机构不仅具有固有频率下工作频率可调的优点，同时引入的放大机构可以对致动器的输出位移进行放大，在保证定位精度的条件下实现大行程位移输出。与其他现有的谐振型超声振动辅助磁流变加工技术相比较，更适合引入非谐振型振动与磁流变抛光技术相结合的方法去解决超声振动中振幅小与易发热问题；

(3)、本发明设计的磁铁旋转台结构简单、便于安装；采用齿轮传动的方式更好的解决了伺服电机改变传动方向困难的问题，同时还可以提高磁铁旋转台的使用寿命，提高了装置的实用性；

(4)、本发明设计了一种振动装置，具有良好的解耦性能和较大的输出位移，X向驱动单元产生的X向位移与Y向驱动单元产生的Y向位移相互独立、无干扰，从而使两个方向合成的二维运动轨迹更加的精确；较大的输出位移为工作平台提供了更大的工作带宽，进一步提高了磁流变液中磁性磨粒的分散程度。

附图说明：

图1是本发明的装置结构主视图；

图2是本发明抛光刀头运动平台示意图；

图3是本发明抛光刀头的剖视图；

图4是本发明振动装置示意图；

图5是本发明振动装置的位移发生系统一示意图；

图6是本发明振动装置的解耦机构一示意图；

图7是本发明振动装置的传感器系统一示意图；

图8是本发明磁铁旋转台的结构示意图；

图9是本发明齿轮传动组系的剖视图；

图10是本发明机床框架的结构示意图；

图11是本发明振动装置的运动轨迹示意图；

图12是本发明振动辅助磁流变抛光原理示意图。

附图标记说明：X向气浮导轨1、Y向气浮导轨2、Z向气浮导轨3、抛光刀头运动平台4、振动装置5、磁铁旋转台6、机床框架7、光学元件8、主轴401、配重器402、抛光刀头403、抛光杆40301、长方体磁铁40302、U型带孔板40303、位移发生模块一501、压电陶瓷50101、预紧螺钉50102、刚性块50103、传动块一50104、传动块二50105、放大机构一50106、放大机构二50107、传动块三50108、传动块四50109、放大机构三50110、放大机构四50111、传动块五50112、传动块六50113、位移发生模块二502、工作平台503、解耦机构一504、解耦连杆一50401、解耦连杆二50402、解耦机构二505、传感器系统一506、位移传感器50601、位移传感器支架50602、传感器系统二507、平台框架508、齿轮传动组系601、基础框架60101、强磁性圆形磁铁60102、载物平台60103、端盖60104、安装螺钉60105、旋转主轴一60106、连接键一60107、锥齿轮一60108、套筒60109、轴承一60110、轴承二60111、旋转主轴二60112、连接键二60113、锥齿轮二60114、圆形挡片60115、轴承座二60116、长方体垫块602、联轴器603、伺服电机604、轴承座一605、大理石基座701、支撑体一702、支撑体二703、刚性横梁704、工作平台503的中心点O、二维运动轨迹E和抛光区域磁场模拟轨迹C。

具体实施方式

如图1所示，一种用于加工光学元件的非谐振振动辅助磁流变抛光装置包括X向气浮导轨1、Y向气浮导轨2、Z向气浮导轨3、抛光刀头运动平台4、振动装置5、磁铁旋转台6、机床框架7和光学元件8，X向气浮导轨1安装在机床框架7上，Y向气浮导2通过螺钉与机床框架7连接，Z向气浮导轨3通过螺钉与Y向气浮导轨2连接，抛光刀头运动平台4通过螺钉与Z向气浮导轨3连接，振动装置5通过螺钉与磁铁旋转台6连接，磁铁旋转台6通过螺钉与X向气浮导轨1连接；X向气浮导轨1、Y向气浮导轨2和Z向气浮导轨3均为气浮伺服导轨，光学元件8固定在振动装置5上，X向气浮导轨1带动磁铁旋转台6和振动装置5沿X方向运动，Y向气浮导轨2和Z向气浮导轨3共同带动抛光刀头运动平台4沿YZ面运动。

如图2所示，抛光刀头运动平台4包括主轴401、配重器402和抛光刀头403，配重器402安装在Z向气浮导轨3上，主轴401安装在配重器402上，抛光刀头403安装在主轴401上。

配重器402用来平衡Z向气浮导轨3产生的重力，主轴401用来带动抛光刀头403绕Z轴旋转。

如图3所示，抛光刀头403包括抛光杆40301、长方体磁铁40302和U型带孔板40303，长方体磁铁40302安装在抛光杆40301的长方形槽内，U型带孔板40303通过螺钉与抛光杆40301连接，U型带孔板40303用于固定长方体磁铁40302。

如图4所示，振动装置5包括：位移发生模块一501、位移发生模块二502、工作平台503、解耦机构一504、解耦机构二505、传感器系统一506、传感器系统二507和平台框架508，工作平台503安装在平台框架508中间，在X向输出轴线上，位移发生模块一501和解耦机构一504安装在工作平台503两侧，传感器系统一506安装在工作平台503与平台框架508上，在Y向输出轴线上，位移发生模块二502和解耦机构二505安装在工作平台503两侧，传感器系统二507安装在工作平台503与平台框架508上。

如图5所示,位移发生模块一501和位移发生模块二502的结构相同，以位移发生模块一501为例，位移发生模块一501包括压电陶瓷50101、预紧螺钉50102、刚性块50103、传动块一50104、传动块二50105、放大机构一50106、放大机构二50107、传动块三50108、传动块四50109、放大机构三50110、放大机构四50111、传动块五50112和传动块六50113，压电陶瓷50101通过预紧螺钉50102安装在刚性块50103上，压电陶瓷50101产生的位移通过传动块一50104和传动块二5010分别传递给放大机构一50106和放大机构二50107，放大后的位移通过传动块三50108和传动块四50109分别传递给放大机构三50110和放大机构四50111，经过二次放大后的位移通过传动块五50112和传动块六50113传递给工作平台503。

如图6所示，解耦机构一504和解耦机构二505结构相同，以解耦机构一504为例。解耦机构一504包括解耦连杆一50401和解耦连杆二50402，解耦连杆一5040和解耦连杆二50402的两端分别与平台框架508和工作平台503连接。

解耦机构能够消除XY轴向的寄生位移，降低运动耦合，减少工作平台503的运动误差。

如图7所示，传感器系统一506和传感器系统二507结构相同，以传感器系统一506为例。传感器系统一506包括位移传感器50601和位移传感器支架50602，位移传感器支架50602通过螺钉固定在振动装置5上，位移传感器50601通过螺钉固定在位移传感器支架50602上。

根据传感器系统一506和传感器系统二507的反馈信号对振动装置5进行检测与调节。

如图8所示，磁铁旋转台6包括：齿轮传动组系601、长方体垫块602、联轴器603、伺服电机604和轴承座一605，齿轮传动组系601通过联轴器603和轴承座一605与伺服电机604连接，伺服电机604通过螺钉与长方体垫块602连接。

如图9所示，齿轮传动组系601包括：基础框架60101、强磁性圆形磁铁60102、载物平台60103、端盖60104、安装螺钉60105、旋转主轴一60106、连接键一60107、锥齿轮一60108、套筒60109、轴承一60110、轴承二60111、旋转主轴二60112、连接键二60113、锥齿轮二60114、圆形挡片60115和轴承座二60116，锥齿轮一60108通过连接键一60107安装在旋转主轴一60106上，并用安装螺钉60105固定，套筒60109安装在旋转主轴一60106上用于固定锥齿轮一60108，旋转主轴一60106通过轴承一60110与轴承二60111安装在基础框架60101上并用端盖60104固定，载物平台60103通过螺钉固定在旋转主轴一60106上，强磁性圆形磁铁60102通过安装螺钉60105固定在载物平台60103上，锥齿轮二60114通过连接键二60113和圆形挡片60115与旋转主轴二60112连接，旋转主轴二60112通过轴承座二60116固定在基础框架60101上。

伺服电机604带动齿轮传动组系601中的旋转主轴二60112旋转，旋转主轴二60112通过锥齿轮二60114与锥齿轮一60108带动旋转主轴一60106旋转，旋转主轴一60106带动载物平台60103旋转，强磁性圆形磁铁60102在载物平台60103的带动下旋转。

如图10所示，机床框架7包括大理石基座701、支撑体一702、支撑体二703和刚性横梁704，支撑体一702和支撑体二703分别安装在大理石基座701上，刚性横梁704安装在支撑体一702和支撑体二703上；机床框架7用于整个装置的安装。

如图11所示,振动装置5在中心点O上合成的二维运动轨迹E。

如图12所示，抛光杆40301和强磁性圆形磁铁60102二者保持转速和方向相同，在两个磁铁的相互作用下形成稳定的动态磁场，抛光杆40301底部的磁流变液在动态磁场内发生流变效应形成磁簇，底部带有磁簇的抛光杆40301在进行二维振动的光学元件8表面发生相对运动，实现对光学元件8的表面划痕与裂纹的有效去除。

一种用于加工光学元件的非谐振振动辅助磁流变抛光的方法，包括下列步骤：

(一)、将光学元件8固定在振动装置5的工作平台503上，X向气浮导轨1带动磁铁旋转台6和振动装置5沿X方向运动到工作位置，Y向气浮导轨2和Z向气浮导轨3共同带动抛光刀头运动平台4沿YZ面运动到工作位置，使载物平台60103、气浮主轴201和光学元件8三者同轴，磁铁旋转台6带动强磁性圆形磁铁60102转动，气浮主轴201带动抛光刀头403转动，两者转速相同，保证强磁性圆形磁铁60102与抛光刀头403中的长方体磁铁40302相对静止，长方体磁铁40302与强磁性圆形磁铁60102相互影响产生稳定的动态磁场；

(二)、对振动装置5中的压电陶瓷50101通入正弦电信号，控制工作平台503在X方向和Y方向上的位移大小和振动频率，使X向驱动单元产生的X向位移与Y向驱动单元产生的Y向位移在工作平台中心点O上合成为二维运动轨迹E，如图11所示。通过传感器系统一506和传感器系统二507对振动装置5进行实时监测，使工作平台503带动光学元件8做二维振动；

(三)、抛光刀头403中的长方体磁铁40302与齿轮传动组系601中的强磁性圆形磁60102相互作用，产生垂直于XY平面的磁场，同时控制长方体磁铁40302与强磁性圆形磁铁60102绕Z轴同向同速转动，使二者之间形成稳定的垂直于XY平面的动态磁场；

(四)、向光学元件8的表面喷洒磁流变液，磁流变液在动态磁场的作用下产生流变磁簇，同时抛光杆40301与进行二维振动的光学元件8发生相对运动，实现对光学元件8的振动辅助磁流变抛光，如图12所示。振动装置5产生的二维振动可以使光学元件8表面的磁流变液更加分散，在抛光杆40301的带动下磁流变液中的磨粒形成可控的二维运动轨迹E，多个磨粒的切削轨迹相互重合，快速的去除光学元件8表面的划痕与亚表面损伤，进一步提高了元件的表面精度和抛光效率；

(五)、直到将加工表面抛光到预期标准以后，抛光过程结束。

Claims (5)

1.一种用于加工光学元件的非谐振振动辅助磁流变抛光装置，其特征在于：包括X向气浮导轨、Y向气浮导轨、Z向气浮导轨、抛光刀头运动平台、振动装置、磁铁旋转台和机床框架，X向气浮导轨和Y向气浮导轨通过螺钉与机床框架连接，Z向气浮导轨通过螺钉与Y向气浮导轨连接，安装在机床框架上，抛光刀头运动平台通过螺钉与Z向气浮导轨连接，振动装置通过螺钉与磁铁旋转台连接，磁铁旋转台通过螺钉与X向气浮导轨连接；

所述的振动装置包括位移发生模块一、位移发生模块二、工作平台、解耦机构一、解耦机构二、传感器系统一、传感器系统二和平台框架，工作平台安装在平台框架中间，在X向输出轴线上，位移发生模块一和解耦机构一安装在工作平台两侧，传感器系统一安装在工作平台与平台框架上，在Y向输出轴线上，位移发生模块二和解耦机构二安装在工作平台两侧，传感器系统二安装在工作平台与平台框架上；所述的位移发生模块一和位移发生模块二的结构相同，以位移发生模块一为例，其特征在于：包括压电陶瓷、预紧螺钉、刚性块、传动块一、传动块二、放大机构一、放大机构二、传动块三、传动块四、放大机构三、放大机构四、传动块五和传动块六，压电陶瓷通过预紧螺钉安装在刚性块上，压电陶瓷产生的位移通过传动块一和传动块二分别传递给放大机构一和放大机构二，放大后的位移通过传动块三和传动块四分别传递给放大机构三和放大机构四，经过二次放大后的位移通过传动块五和传动块六传递给工作平台；所述的解耦机构一和解耦机构二结构相同，以解耦机构一为例，其特征在于：包括解耦连杆一和解耦连杆二，解耦连杆一和解耦连杆二的两端分别与平台框架和工作平台连接；所述的传感器系统一和传感器系统二结构相同，以传感器系统一为例，其特征在于：包括位移传感器和位移传感器支架，位移传感器支架通过螺钉固定在振动装置上，位移传感器通过螺钉固定在位移传感器支架上。

2.根据权利要求1所述的一种用于加工光学元件的非谐振振动辅助磁流变抛光装置，其特征在于：所述抛光刀头运动平台包括主轴、配重器和抛光刀头，配重器安装在Z向气浮导轨上，主轴安装在配重器上，抛光刀头安装在主轴上；所述的抛光刀头，其特征在于：包括抛光杆、长方体磁铁和U型带孔板，长方体磁铁安装在抛光杆的长方形槽内，U型带孔板通过螺钉与抛光杆连接。

3.根据权利要求1所述的一种用于加工光学元件的非谐振振动辅助磁流变抛光装置，其特征在于：所述的磁铁旋转台包括齿轮传动组系、长方体垫块、联轴器、伺服电机和轴承座一，齿轮传动组系通过联轴器和轴承座一与伺服电机连接，伺服电机通过螺钉与长方体垫块连接；所述的齿轮传动组系包括：基础框架、强磁性圆形磁铁、载物平台、端盖、安装螺钉、旋转主轴一、连接键一、锥齿轮一、套筒、轴承一、轴承二、旋转主轴二、连接键二、锥齿轮二、圆形挡片和轴承座二，锥齿轮一通过连接键一安装在旋转主轴一上，并用安装螺钉固定，套筒安装在旋转主轴一上用于固定锥齿轮一，旋转主轴一通过轴承一与轴承二安装在基础框架上并用端盖固定，载物平台通过螺钉固定在旋转主轴一上，强磁性圆形磁铁通过安装螺钉固定在载物平台上，锥齿轮二通过连接键二和圆形挡片与旋转主轴二与连接，旋转主轴二通过轴承座二固定在基础框架上。

4.根据权利要求1所述的一种用于加工光学元件的非谐振振动辅助磁流变抛光装置，其特征在于：所述的机床框架包括大理石基座、支撑体一、支撑体二和刚性横梁，支撑体一和支撑体二分别安装在大理石基座上，刚性横梁安装在支撑体一和支撑体二上。

5.一种用于加工光学元件的非谐振振动辅助磁流变抛光方法，其特征在于,包括下列步骤：

(一)、将被加工光学元件固定在振动装置的工作平台上，启动电源，使X向气浮导轨带动磁铁旋转台和振动装置沿X方向运动到工作位置，Z向气浮导轨和Y向气浮导轨共同带动抛光刀头运动平台沿YZ面运动到工作位置，保证载物平台、气浮主轴和光学元件三者同轴；

(二)、向光学元件的表面喷洒磁流变液，运行伺服电机带动磁铁旋转台工作，从而带动强磁性圆形磁铁旋转形成动态磁场，在动态磁场的作用下，磁流变液发生流变效应形成磁簇；同时Z向气浮主轴带动抛光刀头旋转，保证与磁铁旋转台的转速相同，使强磁性圆形磁铁与抛光刀头中的长方体磁铁相对静止，形成垂直于XY平面的稳定的动态磁场；

(三)在振动装置上安装传感器系统一和传感器系统二，对X、Y方向产生的位移进行实时监测，控制工作平台合成稳定的二维运动轨迹，从而带动光学元件进行二维振动；

(四)、对振动装置中的压电陶瓷通入正弦电信号，控制工作平台在X方向和Y方向上的位移大小和振动频率，使振动装置产生的X方向位移与Y方向位移在工作平台上合成为二维运动轨迹，从而带动振动装置上的光学元件做二维运动，利用旋转磁刷和做二维运动的光学元件之间的复合运动，使抛光杆带动磁流变液中的磨粒对元件的表面划痕、裂纹和毛刺进行有效去除，以达到精细抛光的目的；

(五)、直到将加工表面抛光到预期标准以后，抛光过程结束。

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