CN112775767A - 超声振动辅助磁性复合流体抛光装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种超声振动辅助磁性复合流体抛光装置，包括电主轴和抛光头，所述抛光头由压电陶瓷环、永磁铁和抛光轮组成，所述抛光轮由功能层和连接层组成，所述功能层和连接层之间焊接固定，所述抛光轮通过连接层与电主轴固定连接；所述永磁铁外包裹绝缘涂层，并烧结在压电陶瓷环内部，使磁性复合流体在永磁铁磁场的作用下吸附在压电陶瓷环外表面用于抛光光栅原件，所述压电陶瓷环通过树脂硅胶与抛光轮固定连接；所述电主轴内部设有电刷，产生的交流电流通过功能层内设置的电路线通道与压电陶瓷环连接形成回路，从而产生超声振动。本发明结构简单，提升磁性复合流体对各类工件表面的材料去除率和抛光质量。

Description

超声振动辅助磁性复合流体抛光装置
技术领域
本发明涉及一种抛光装置，尤其涉及一种用于各类材料表面抛光的超声振动辅助磁性复合流体抛光装置。
背景技术
光栅元件超精密制造作为极具竞争的尖端制造技术之一，一直受到各国重点关注，作为众多光学仪器的核心元件，其被广泛应用于光谱分析、精密测量和航天船舶等领域。但光栅元件在制造过程中极易在表面形成不同程度微缺陷与污染，降低光栅元件的加工质量，一定程度上限制了光栅元件使用效率，同时一直缺乏有效、可靠的后处理技术抑制光栅元件表面微缺陷。在此背景下，充分利用磁性复合流体在光栅结构表面流动自适应性以及超声振动对流体流动可调制性的技术优势，提出超声振动辅助磁性复合流体抛光的方法以解决各类材料表面高效、超精密抛光的技术难题。
发明内容
本发明的目的在于针对光栅等微结构功能表面微缺陷难以抑制的技术缺陷，提供一种具备实现光栅结构表面光整技术的超声振动辅助磁性复合流体抛光装置。
为了实现上述目的，本发明的技术方案是：一种超声振动辅助磁性复合流体抛光装置，包括电主轴和抛光头，所述抛光头由压电陶瓷环、永磁铁和抛光轮组成，所述抛光轮由功能层和连接层组成，所述功能层和连接层之间焊接固定，所述抛光轮通过连接层与电主轴固定连接；所述永磁铁外包裹绝缘涂层，并烧结在压电陶瓷环内部，使磁性复合流体在永磁铁磁场的作用下吸附在压电陶瓷环外表面用于抛光光栅原件，所述压电陶瓷环通过树脂硅胶与抛光轮固定连接；所述电主轴内部设有电刷，产生的交流电流通过功能层内设置的电路线通道与压电陶瓷环连接形成回路，从而产生超声振动。
进一步，所述功能层内还设有冷却液通道和冷却液出口，冷却液通过电主轴内部流至冷却液通道，并通过冷却液出口流出，形成抛光轮冷却循环，用于降低由交变电流通过电路线通道时在抛光头内部发热产生的过高温度。
本发明的有益效果是：
本发明可实现在确保光栅等微结构功能表面面形精度的同时，去除表面微缺陷，实现微纳光栅结构表面超精密抛光，提高光栅元件的加工质量。
冷却液通道能够解决因电流流经抛光轮内部而造成抛光轮过热的技术问题。绝缘涂层能够阻隔压电陶瓷环内部电流对永磁体的影响。
附图说明
图1为本发明的超声振动辅助磁性复合流体抛光装置的抛光头结构图；
图2为本发明的超声振动辅助磁性复合流体抛光装置的抛光头侧面剖视图；
图3为本发明的超声振动辅助磁性复合流体抛光装置的抛光头功能层结构图；
图4为本发明的超声振动辅助磁性复合流体抛光装置结构图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的技术方案作进一步阐述。
如图1至图4所示，本发明的超声振动辅助磁性复合流体抛光装置，包括绝缘涂层1、永磁铁2、压电陶瓷环3、树脂硅胶4、功能层5、连接层6、冷却液通道7、电路线通道8、冷却液出口9、电主轴10。
如图1和图3所示，抛光头由绝缘涂层1、永磁铁2、压电陶瓷环3、树脂硅胶4和抛光轮组成，绝缘涂层1通过物理气相沉积工艺方法均匀包裹在永磁体2外表面，随后烧结在压电陶瓷环3内部，磁性复合流体在永磁铁2磁场的作用下吸附在压电陶瓷环3外表面用于抛光光栅原件，压电陶瓷环3通过树脂硅胶4固定在抛光轮外表面上，抛光轮由功能层5和连接层6通过焊接的方法加工而成，此外功能层5内表面设有冷却液通道7和电路线通道8，外表面设有冷却液出口9。
如图4所示，电主轴10通过连接层6与抛光头链接，电主轴10内部设有电刷，产生的交变电流通过电路线通道8流入压电陶瓷环3，从而使得压电陶瓷环3产生超声振动，同时冷却液通过电主轴10内部流入冷却液通道7，用于降低由交变电流通过电路线通道8时在抛光头内部发热产生的过高温度，并通过冷却液出口9流出，形成抛光轮冷却循环。绝缘涂层1用于阻隔压电陶瓷环3内部电流对永磁体2的影响。

Claims (2)

1.一种超声振动辅助磁性复合流体抛光装置，包括电主轴和抛光头，所述抛光头由压电陶瓷环、永磁铁和抛光轮组成，所述抛光轮由功能层和连接层组成，所述功能层和连接层之间焊接固定，所述抛光轮通过连接层与电主轴固定连接；所述永磁铁外包裹绝缘涂层，并烧结在压电陶瓷环内部，使磁性复合流体在永磁铁磁场的作用下吸附在压电陶瓷环外表面用于抛光光栅原件，所述压电陶瓷环通过树脂硅胶与抛光轮固定连接；所述电主轴内部设有电刷，产生的交流电流通过功能层内设置的电路线通道与压电陶瓷环连接形成回路，从而产生超声振动。
2.根据权利要求1所述的超声振动辅助磁性复合流体抛光装置，其特征在于：所述功能层内还设有冷却液通道和冷却液出口，冷却液通过电主轴内部流至冷却液通道，并通过冷却液出口流出，形成抛光轮冷却循环，用于降低由交变电流通过电路线通道时在抛光头内部发热产生的过高温度。
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