[发明专利]高耐磨轮轴分离式磁流变抛光轮

说明书

技术领域

本发明属于磁流变抛光装置技术领域，具体涉及一种高耐磨轮轴分离式磁流变抛光轮。

背景技术

磁流变抛光技术是近十多年来得以迅猛发展的一种确定性子口径抛光技术，它主要利用磁流变抛光液的可控流变特性进行加工，具有极高的加工精度、极高的收敛效率与极低的表面缺陷等显著特点，能够高效率、低成本地解决平面、球面，特别是非球面的超精密加工难题。磁流变抛光轮是磁流变抛光工艺装备中的核心功能部件之一，其主要作用是保证磁流变抛光液在磁场作用下所形成的“柔性流变带”能够在其表面上稳定地成型和不断地循环，表面耐磨性和回转精度是体现其性能的两项关键技术指标。

为了不影响抛光区的磁场，磁流变抛光轮多采用非导磁性不锈钢材料制作，如美国拜卢克普科学公司的专利《确定性磁流变流体精整加工》（中国专利公开号：CN1202848A）中指明其“轮子用非磁性材料制作”；国防科学技术大学的两个专利《用于大口径非球面光学零件的磁流变抛光装置》（中国专利公开号：CN101249626A）和《用于超大口径非球面光学零件的磁流变抛光装置》（中国专利公开号：CN101323097A）中都提到抛光轮用“不锈钢材料制作”，厦门大学的专利《参数可调式磁流变抛光轮》（中国专利公开号：CN1915591A）中说明其抛光轮（专利原文中称为“抛光盘”）“选用不导磁（即磁导率约为1）的材料制成”，清华大学的专利《电磁方式磁流变抛光头》（中国专利公开号：CN1486821A）中也指出其抛光轮（专利原文中称为“隔磁环”）“采用非铁磁质材料，包括铝合金或不锈钢”。由于不锈钢材料的硬度较低，其在抛光过程中极易受到磁流变抛光液的反抛光作用而逐渐磨损，这种磨损不仅会改变抛光轮工作面的形状精度，而且磨损产生的微细磨屑将严重恶化光学元件的表面质量并降低磁流变抛光液的寿命。另外，抛光轮的直径大小对去除函数的形态及效率的影响十分显著，而不同口径的光学元件在抛光时对去除函数的形态及效率又有较大的差异。上述已有的抛光轮存在易磨损，更换不便的不足。

发明内容

为了解决现有技术中抛光轮易磨损，抛光轮更换不便的问题，本发明提供一种高耐磨轮轴分离式磁流变抛光轮。本发明的抛光轮在具有高耐磨损性能的同时，可实现抛光轮的快速方便更换。

本发明的高耐磨轮轴分离式磁流变抛光轮，其特点是，所述的抛光轮外表面依次沉积有过渡层和超硬镀层；所述的抛光轮采用轮轴分离结构，通过轮轴锥面配合以及螺纹紧固实现轮与轴的连接；所述过渡层为金属或金属和金属化合物；所述超硬镀层采用锆、铬、铝、钛、钨的氮化物、碳化物和碳氮化物中的一种或以上组合；所述超硬镀层还可采用类金刚石。

所述的抛光轮的轮轴分离结构为抛光轮与转轴通过锥面与端面复合定位，所述转轴内孔一端为内锥面，转轴内孔中设有拉杆，拉杆的一端为外锥面，抛光轮凸台设有内、外锥面；抛光轮凸台外锥面与转轴内孔的内锥面配合，抛光轮凸台底面与转轴端面贴紧；抛光轮凸台内锥面与拉杆一端的外锥面配合；拉杆的另一端装有用于使拉杆外锥面与抛光轮凸台内锥面紧密贴合并胀紧的螺母。

所述的抛光轮的轮轴分离结构为抛光轮与转轴通过锥面与端面复合定位，所述转轴内孔为锥面，抛光轮凸台设有内、外锥面，抛光轮凸台内锥面中设有外表面为锥面的压块，抛光轮凸台内锥面与压块外锥面配合；抛光轮凸台外锥面与转轴内锥面配合定位，抛光轮凸台底面与转轴端面贴紧；压块中设有用于使压块外锥面与抛光轮凸台内锥面紧密贴合并胀紧的螺钉。

所述的抛光轮的轮轴分离结构为抛光轮与转轴通过锥面定位，抛光轮凸台外表面为锥面，转轴内孔一端为内锥面；抛光轮凸台内孔与转轴内孔中设有用于使抛光轮凸台外锥面与转轴内锥面紧密贴合的拉杆，拉杆上设有用于将抛光轮与转轴拉紧的螺母。

所述的抛光轮的轮轴分离结构为抛光轮与转轴通过锥面定位，抛光轮凸台外表面为锥面，转轴内孔为内锥面；抛光轮凸台外锥面与转轴内锥面配合定位；抛光轮凸台内孔中设有用于使抛光轮凸台外锥面与转轴内锥面紧密贴合的螺钉。

所述的抛光轮的轮轴分离结构为抛光轮与转轴通过锥面定位，抛光轮凸台内孔为锥面，转轴一端为外锥面；抛光轮凸台内锥面与转轴外锥面配合定位；转轴内孔中设有用于使抛光轮凸台内锥面与转轴外锥面紧密贴合的拉杆，拉杆上设有用于将抛光轮与转轴拉紧的螺母。

所述的抛光轮的轮轴分离结构为抛光轮与转轴通过锥面定位，抛光轮凸台内孔为内锥面，转轴一端为外锥面；抛光轮凸台内锥面与转轴外锥面配合定位；转轴外锥面端设有用于使抛光轮凸台内锥面与转轴外锥面紧密贴合的压块，压块中设有用于将抛光轮与转轴压紧的螺钉。