[发明专利]一种集群磁流变抛光装置及其性能测试方法

说明书

本发明涉及磁流变抛光技术领域，公开了一种集群磁流变抛光装置及其性能测试方法，包括底座，底座上固定有抛光盘，抛光盘上设置有凹槽，凹槽底部固定有多个凸块；抛光盘底部在每个凸块对应的位置设置有电磁感应线圈，凹槽的正上方设置有可升降的转轴，转轴上设置有固定待抛光工件的夹具，转轴上连接有扭矩传感器。本发明通过凸块将凹槽划分为多个小格，在磁场作用以及凸块对带有磨粒的磁流变液阻力作用下，高粘度的磁流变液不容易随抛光面一起旋转，可以提高带磨粒的磁流变液对待抛光面的去除效果，且抛光面平整；同时通过扭矩传感器实时监测转轴扭矩，通过扭矩计算出抛光装置对待抛光件的最大去除率，以实时监测抛光装置对待抛光工件的抛光性能。

技术领域

本发明涉及磁流变抛光技术领域，具体涉及一种集群磁流变抛光装置及其性能测试方法。

背景技术

随着精密机械、微电子/光电子产业的发展，超光滑表面的加工需求越来越多，如精细工件、CD/DVD光学读数头、光纤通讯中光/电(PD)和电/光(LD)信号转换器、投影仪、激光打印机、IC(集成电路)的芯片衬底、光盘模具等，这些元件要求表面精度达到超光滑程度，面型精度也有较高的要求，需要严格控制亚表面损伤，抛光是最终得到超光滑表面的有效加工方法。

集群磁流变抛光是一种基于磁流变效应的抛光方法，在磁流变液中加入游离磨料作为抛光工作液喷射在内部镶嵌磁性体的抛光盘上，在磁场作用下产生磁流变效应，磁流变抛光工作液中的铁磁粒子成串排列将磨料微粒包裹、约束在磁性体端面，形成柔性微磨头，多个微磨头集群构成抛光盘面的集群磁流变抛光装置使磨粒处于半固着状态，对工件表面进行抛光加工。作为一种柔性抛光方法，磁流变抛光技术已经成为光学材料抛光的主要工艺方法之一但现有的集群磁流变抛光装置采用多个圆柱形永磁体形成的环带型抛光垫，抛光过程中容易使抛光面形成“w”形纹理，达不到较好的抛光效果，且抛光过程中对抛光垫的抛光性能没有一个准确的量化，无法对实际磁流变抛光过程中的材料去除率进行进行分析，成为深入研究磁流变抛光技术的瓶颈。

发明内容

基于以上问题，本发明提供一种集群磁流变抛光装置及其性能测试方法，通过凸块将凹槽划分为多个小格，在磁场作用以及凸块对带有磨粒的磁流变液阻力作用下，高粘度的磁流变液不容易随抛光面一起旋转，可以提高带磨粒的磁流变液对待抛光面的去除效果，且抛光面平整；同时通过扭矩传感器实时监测转轴扭矩，通过扭矩计算出抛光装置对待抛光件的最大去除率，以实时监测抛光装置对待抛光工件的抛光性能。

为实现上述技术效果，本发明采用的技术方案是：

一种集群磁流变抛光装置，包括底座，底座上方通过支撑杆固定连接有水平设置的抛光盘，抛光盘上表面设置有凹槽，凹槽底部固定有多个凸块，多个凸块沿凹槽的径向环向均匀分布，凸块的高度小于凹槽的高度；抛光盘底部在与每个凸块对应的位置均设置有电磁感应线圈，电磁感应线圈的中轴线沿与对应的凸块的中轴线互相平行；凹槽的正上方设置有可升降的转轴，转轴在靠近凹槽的端头固定有用于固定待抛光工件的夹具，转轴上通过法兰连接有扭矩传感器，扭矩传感器与计算机通讯连接。

进一步地，支撑杆顶部中间设有开口，支撑杆内设置有与开口连通的输送管，输送管由支撑杆侧壁穿出并与液压泵的出口端连通，液压泵的进口端与带有磨粒的磁流变液储存机构连通。

进一步地，抛光盘的凹槽侧壁靠近凹槽顶部位置设置有导流管，导流管一端与凹槽内腔连通，另一端伸入废液收集槽内，导流管上设置有抽吸泵。

为实现上述技术效果，本发明还提供了一种集群磁流变抛光装置的性能测试方法，包括如下步骤：

S1、将掺杂有磨粒的磁流变液注入凹槽内，使液面覆盖凸块；

S2、将待抛光工件固定在夹具内，使待抛光面朝向凹槽，调节转轴高度使工件的待抛光面位于凹槽内液面上方；