一种磁流变抛光轮的制作方法

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1.本实用新型主要涉及磁流变抛光技术领域，尤其涉及一种磁流变抛光轮。

背景技术：

2.近年来，随着现代光学、微电子和固体电子学等相关学科领域的发展，光学系统中的光学零件表面质量精度要求越来越严格，光学零件的超光滑表面抛光技术也成为现在光学加工的重要领域之一。其中，磁流变抛光技术由于具有较低的亚表层损伤、抛光精度高等优点，因此吸引了科研界极大的关注，成为竞相研究的热点。其工作原理为：运动盘在磁极正上方，工件位于运动盘上方并保证工件与运动盘之间有一定的距离，这样就能够保证间隙，施加磁场时，在该空隙处会形成高强度的梯度磁场。运动盘内有大量磁流变液，抛光开始时，磁极发生强大磁场致使磁流变液从牛顿流体变成黏度较大的bingham流体，在这个过程中，磁流变抛光液中的磁敏粉粒会沿着磁场分布线形成链状结构，抛光中的磨料会依附在铁粉链状结构表面，从而具有强剪切力，在工件运动过程中，通过流体动压剪切实现工件表面的材料去除。与传统抛光方法进行比较，磁流变液在强磁场作用下变成类固体，形成大量的磨头，从而代替传统加工工具，实现柔性抛光。磁流变抛光通过超强磁场作用改变磁流变液的黏度，从而提高剪切屈服强度及其流变特性等物理属性，完成零件表面的高精度、高效率和无损伤加工。耦合了流体力学、电磁学、流变学、分析化学等多门学科理论，是对传统机械加工的一种拓展，对现代制造技术的发展具有重要意义。
3.在进行磁流变抛光的过程中，磁流变液在对工件产生摩擦的同时也会对无磁不锈钢材质的抛光轮造成磨损，而当抛光轮的表面因磨损呈粗糙状时，将会影响缎带(即抛光过程中附着于抛光轮表面的带状磁流变液)的稳定性、从而降低加工精度。此时，为了保证抛光质量，需对磨损的抛光轮进行更换，而抛光轮由于加工难度大、造价高，经常更换将极大地推升成本。因此，亟需一种耐磨性能更为优异的抛光轮以降低更换频率。

技术实现要素：

4.本实用新型要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种具有耐磨层结构的磁流变抛光轮。
5.为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案：
6.一种磁流变抛光轮，包括轮架，所述轮架上安装有内置励磁装置的轮体；所述轮体可绕自身中心轴线旋转、且用于朝向工件的侧壁外表面成型有耐磨层。
7.作为上述技术方案的进一步改进：
8.所述轮架上还安装有用于朝耐磨层外表面喷射磁流变液的喷嘴和用于回收磁流变液的回收器；所述喷嘴的出口端和所述回收器的入口端均位于轮体上方，所述磁流变液经喷嘴流出绕轮体下侧旋转进入回收器。
9.所述磁流变液附着于耐磨层表面。
10.附着于耐磨层表面的所述磁流变液呈带状，且其最大宽度d小于或等于耐磨层的
宽度l。
11.所述轮架包括顶板，所述顶板沿对侧向下成型有一对侧板，轮体安装在两块所述侧板间；两块所述侧板间还穿设有两根轴杆，其中一根所述轴杆上安装有喷嘴、另一根所述轴杆上安装有回收器。
12.所述喷嘴与所述轴杆铰接。
13.所述回收器与所述轴杆铰接。
14.所述顶板成型有开口，喷嘴与回收器均由所述开口穿出。
15.与现有技术相比，本实用新型的优点在于：
16.轮体呈空心筒状或空心鼓状、能绕自身中心轴线旋转，其内部设置有用于产生磁场以吸附磁流变液的励磁装置，在现有技术中，磁流变液直接附着于轮体外表面，二者相对运动的过程中发生摩擦，因此对轮体造成损伤。本实用新型所公开的技术方案通过在轮体用于朝向工件的侧壁外表面上设置一层硬度高于轮体且不导磁的耐磨层，使磁流变液从附着在轮体表面转而附着在耐磨层上，从而以耐磨层与磁流变液之间的摩擦取代了轮体与磁流变液之间的摩擦，进而对轮体起到保护作用。又因为耐磨层的硬度高于轮体，所以在相同强度的摩擦作用下，耐磨层的损伤程度更小，故能延长磁流变抛光轮的使用寿命。
附图说明
17.图1是磁流变抛光轮的结构示意图(视角一)；
18.图2是磁流变抛光轮的结构示意图(视角二)；
19.图3是磁流变抛光轮的结构示意图(视角三)；
20.图4是图3中a-a剖面示意图。
21.图中各标号表示：1、轮架；11、顶板；111、开口；12、侧板；13、轴杆；2、轮体；21、耐磨层；3、磁流变液；4、喷嘴；5、回收器。
具体实施方式
22.以下将结合说明书附图和具体实施例对本实用新型做进一步详细说明。
23.如图1至图4所示，本实施例的磁流变抛光轮，包括轮架1，轮架1上安装有内置励磁装置的轮体2；轮体2可绕自身中心轴线旋转、且用于朝向工件的侧壁外表面成型有耐磨层21。轮体2呈空心筒状或空心鼓状、能绕自身中心轴线旋转，其内部设置有用于产生磁场以吸附磁流变液3的励磁装置，在现有技术中，磁流变液3直接附着于轮体2外表面，二者相对运动的过程中发生摩擦，因此对轮体2造成损伤。本实用新型所公开的技术方案通过在轮体2用于朝向工件的侧壁外表面上设置一层硬度高于轮体2且不导磁的耐磨层21，使磁流变液3从附着在轮体2表面转而附着在耐磨层21上，从而以耐磨层21与磁流变液3之间的摩擦取代了轮体2与磁流变液3之间的摩擦，进而对轮体2起到保护作用。又因为耐磨层21的硬度高于轮体2，所以在相同强度的摩擦作用下，耐磨层21的损伤程度更小，故能延长磁流变抛光轮的使用寿命。其中，轮体2的材质为无磁不锈钢，耐磨层21的材质可以选用陶瓷、金刚石、类金刚石、立方氮化硼和碳化氮等。
24.本实施例中，所述轮架1上还安装有用于朝耐磨层21外表面喷射磁流变液3的喷嘴4和用于回收磁流变液3的回收器5；所述喷嘴4的出口端和所述回收器5的入口端均位于轮
体2上方，所述磁流变液3经喷嘴4流出绕轮体2下侧旋转进入回收器5。通过在轮架1上设置喷嘴4和回收器5，能够实现磁流变液3的释放和回收，轮体2的下侧面用于贴近工件进行打磨加工，将喷嘴4和回收器5设置在轮体2上方，由喷嘴4喷出的磁流变液3跟随轮体2旋转至回收器5并被回收，磁流变液3绕设在轮体2下侧，故能与贴近的工件进行接触、实现打磨功能。
25.本实施例中，附着于耐磨层21表面的磁流变液3呈带状，且其最大宽度d小于或等于耐磨层21的宽度l。磁流变液3附着于耐磨层21表面。为了确保磁流变液3全部附着在耐磨层21而不与轮体2发生直接接触，将耐磨层21的宽度l设置成比磁流变液3所呈的带状体的最大宽度d更宽。
26.本实施例中，轮架1包括顶板11，顶板11沿对侧向下成型有一对侧板12，轮体2安装在两块侧板12间；两块侧板12间还穿设有两根轴杆13，其中一根轴杆13上安装有喷嘴4、另一根轴杆13上安装有回收器5。喷嘴4与轴杆13铰接。回收器5与轴杆13铰接。通过在两块侧板12间穿设轴杆13，为喷嘴4和回收器5提供了安装基础，轴杆13位于轮体2上侧，喷嘴4和回收器5均呈管状，且均与对应轴杆13铰接，通过翻转喷嘴4和回收器5与轴杆13的夹角，可以调节喷嘴4输出端与耐磨层21的间距，从而有助于将磁流变液3准确地喷射于耐磨层21上；也可以调节回收器5的输入端与耐磨层21的间距，使其能够对磁流变液3进行有效回收。
27.本实施例中，顶板11成型有开口111，喷嘴4与回收器5均由开口111穿出。通过在顶板11上设置开口111，能够为喷嘴4和回收器5传过轮架1提供通道，从而便于与外部设备进行连接。
28.虽然本实用新型已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本实用新型。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围的情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本实用新型技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本实用新型技术方案保护的范围内。

技术特征：

1.一种磁流变抛光轮，其特征在于：包括轮架（1），所述轮架（1）上安装有内置励磁装置的轮体（2）；所述轮体（2）可绕自身中心轴线旋转、且用于朝向工件的侧壁外表面成型有耐磨层（21）；所述轮架（1）上还安装有用于朝耐磨层（21）外表面喷射磁流变液（3）的喷嘴（4）和用于回收磁流变液（3）的回收器（5）；所述喷嘴（4）的出口端和所述回收器（5）的入口端均位于轮体（2）上方，所述磁流变液（3）经喷嘴（4）流出绕轮体（2）下侧旋转进入回收器（5）。2.根据权利要求1所述的磁流变抛光轮，其特征在于：所述磁流变液（3）附着于耐磨层（21）表面。3.根据权利要求2所述的磁流变抛光轮，其特征在于：附着于耐磨层（21）表面的所述磁流变液（3）呈带状，且其最大宽度d小于或等于耐磨层（21）的宽度l。4.根据权利要求1-3中任一项所述的磁流变抛光轮，其特征在于：所述轮架（1）包括顶板（11），所述顶板（11）沿对侧向下成型有一对侧板（12），轮体（2）安装在两块所述侧板（12）间；两块所述侧板（12）间还穿设有两根轴杆（13），其中一根所述轴杆（13）上安装有喷嘴（4）、另一根所述轴杆（13）上安装有回收器（5）。5.根据权利要求4所述的磁流变抛光轮，其特征在于：所述喷嘴（4）与所述轴杆（13）铰接。6.根据权利要求4所述的磁流变抛光轮，其特征在于：所述回收器（5）与所述轴杆（13）铰接。7.根据权利要求4所述的磁流变抛光轮，其特征在于：所述顶板（11）成型有开口（111），喷嘴（4）与回收器（5）均由所述开口（111）穿出。

技术总结

本实用新型公开了一种磁流变抛光轮，包括轮架，所述轮架上安装有内置励磁装置的轮体；所述轮体可绕自身中心轴线旋转、且用于朝向工件的侧壁外表面成型有耐磨层。通过在轮体用于朝向工件的侧壁外表面上设置一层硬度高于轮体且不导磁的耐磨层，使磁流变液从附着在轮体表面转而附着在耐磨层上，从而以耐磨层与磁流变液之间的摩擦取代了轮体与磁流变液之间的摩擦，进而对轮体起到保护作用。又因为耐磨层的硬度高于轮体，所以在相同强度的摩擦作用下，耐磨层的损伤程度更小，故能延长磁流变抛光轮的使用寿命。光轮的使用寿命。光轮的使用寿命。