[发明专利]一种回转式光纤预制棒磁流变抛光机及其抛光方法

说明书

本发明涉及磁流变抛光技术领域，特别是涉及一种回转式光纤预制棒磁流变抛光机及其抛光方法，所述抛光机包括光纤预制棒定位装置，与所述光纤预制棒定位装置相连接的磁流变液循环系统，以及用于抛光光纤预制棒的回转式磁流变抛光头装置；所述回转式磁流变抛光头装置包括磁力旋转轮、电磁铁、石墨棒、张紧轮、中空主轴、轴承、轴承座和伺服电机，所述伺服电机驱动所述磁力旋转轮旋转，所述磁力旋转轮带动所述电磁铁旋转形成高速旋转的磁场，所述磁场作用于所述石英玻璃管中的磁流变液形成高速旋转的柔性抛光膜。本发明利用高速回转磁场采用不同的光纤预制棒加持方式，实现对沉浸在磁流变液回路中的光纤预制棒的外圆以及内孔的抛光加工。

技术领域

本发明涉及磁流变抛光技术领域，特别是涉及一种回转式光纤预制棒磁流变抛光机及其抛光方法。

背景技术

光纤制造的核心是光纤预制棒制造技术。目前，常见的光纤加工方法主要有沉积法和机械法，所述沉积法包括化学汽相，管外汽相，等离子体汽相等。现阶段的工艺为先制造预制棒芯棒,然后在芯棒外采用不同技术制造外包层。与沉积法相比，机械法前期投资少，适用于特种光纤的批量加工。机械法的主要实施流程为原始光纤玻璃制备，预制棒毛坯加工，预制棒内外表面研磨抛光加工及预制棒拉丝等过程。

光纤预制棒的表面质量与光纤质量密切相关。为了获得镜面级的内外表面，后续的抛光整形加工方法与技术成为必不可少的重要工艺；目前预制棒的内孔及外圆的抛光主要由手工操作和机械抛光完成，不仅抛光效率低，劳动强度大，而且难于获得稳定的形面精度及抛光品质。因此，研究针对非金属材质的内孔及外圆抛光的高效、高表面质量批量抛光方法及装置，对于提高光纤预制棒乃至光纤的制造效率和质量具有重要的意义。

常见的抛光方法主要有化学抛光、磁力抛光、火焰抛光及浮动抛光等。受限于光纤预制棒的机械属性（脆性大，表面易划伤等）、形状（内外圆柱面）、尺寸（长度约：150mm、直径约：20mm、内径约为：3-8mm）及设备投入等，使得抛光方法的选择存在较大的局限性。

磁流变抛光技术主要利用磁流变液在磁场中的流变特性进行抛光，即在强磁场下，磁流变液体的磁性成分可以通过流变作用，表现出类似固体的性质而形成具有黏塑性的柔性磨轮特征，当磁场消失时其又恢复其流动特性。该技术的实现需要零件表面与磁流变抛光液之间有相对运动，在添加磁场之后，抛光液与零件表面间会形成剪切力，实现零件表面的高质量抛光。在磁流变抛光过程中，抛光效率主要取决于接触面间的剪切力的大小，具体为磁场强度，相对运动速度等多种因素决定。

实践证明：磁流变技术具有优异的磨削抛光性能。专利ZL96198445.7公开了磁流变流体精密加工零件表面的方法，在磁场中，被磁化后的磁流变液通过柔性抛光轮进入工件和柔性抛光轮的间隙，与工件部分表面接触并抛除与之接触的工件材料。专利ZL03124557.9公开了一种可喷射磁流变液并使其形成射流的外设磁场装置，该装置通过控制喷嘴周围磁场的大小，方向及工件的位置来控制磁流变液的变性，实现工件的抛光。专利ZL200410044076.0公开了一种超声波磁流变复合抛光装置的回转工具头，其内部通入磁流变液，在磁场的作用下，通过精密控制系统控制工具头运动轨迹进而形成高精度的光学表面。

发明内容

本发明提供了一种回转式光纤预制棒磁流变抛光机及其抛光方法，该抛光机利用高速回转磁场采用不同的光纤预制棒加持方式，实现对沉浸在磁流变液回路中的光纤预制棒的外圆以及内孔的抛光加工。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种回转式光纤预制棒磁流变抛光机，其特征在于，该抛光机包括光纤预制棒定位装置，与所述光纤预制棒定位装置相连接的磁流变液循环系统，以及用于抛光光纤预制棒的回转式磁流变抛光头装置；

所述光纤预制棒定位装置包括左右顶针，所述左右顶针之间利用石蜡粘结所述光纤预制棒的左右两端，所述左右顶针分别通过调节螺钉与左右支撑座连接，所述左右顶针与所述调节螺钉之间分别设有微型弹簧，所述左右支撑座之间连接有石英玻璃管，所述石英玻璃管套设在所述光纤预制棒的外侧；