緊湊型氣囊拋光進動機構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及氣囊拋光，尤其是涉及一種緊湊型氣囊拋光進動機構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，工程上對光學元件的表面精度要求越來越高，已達到微納米級別。目前，對光學元件的精加工主要采用研磨拋光的方式，在眾多的拋光方式中，氣囊拋光不僅可以保證拋光頭與被拋光工件表面吻合性好，并且具有較高的拋光效率，因此應用非常廣泛。
[0003]氣囊拋光多采用進動拋光的方式，其可在工件表面形成雜亂無章的表面紋理，得到良好的表面質(zhì)量。進動機構(gòu)是進行進動式拋光必須的機構(gòu)，目前加工中所使用的進動機構(gòu)如本申請人的專利CN201210568640.3所公開的一種精密氣囊拋光工具系統(tǒng)，其整體為等腰直角三角形形式，這種結(jié)構(gòu)占用空間廣，質(zhì)量大，使得機床的整體結(jié)構(gòu)較大，進動機構(gòu)的剛度也較低，在氣囊下壓的過程中擺臂容易發(fā)生形變，影響加工質(zhì)量。同時，氣囊工具需連接充氣裝置，實時保持氣囊內(nèi)部氣壓，為保證氣囊的氣密性，機床主軸結(jié)構(gòu)較為復雜，加工時需配套安裝氣壓裝置，成本高。
[0004]因此，需要設(shè)計小尺寸的進動機構(gòu)，以減小氣囊拋光機床的整體尺寸，提高加工精度。同時，獨立充氣式的氣囊工具也能夠簡化主軸結(jié)構(gòu)，減少機床配套裝置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，提供結(jié)構(gòu)緊湊、占用空間小、獨立充氣、結(jié)構(gòu)簡單的緊湊型氣囊拋光進動機構(gòu)。
[0006]本發(fā)明設(shè)有水平軸、圓弧齒條、水平軸電機、齒輪、擺臂、垂直軸電機、垂直軸、端蓋、主軸箱、主軸箱擺臂、氣囊工具、主軸電機、聯(lián)軸器和軸承；
[0007]所述擺臂豎直安裝，垂直軸電機豎直安裝于擺臂頂部，控制擺臂旋轉(zhuǎn)，主軸箱嵌套安裝于擺臂內(nèi)部，主軸箱擺臂通過水平軸與擺臂下端連接，圓弧齒條安裝于主軸箱左側(cè)，水平軸電機垂直固定于擺臂左側(cè)，安裝于水平軸電機的電機軸端的齒輪與圓弧齒條嚙合；主軸電機為中空結(jié)構(gòu)，主軸電機安裝于主軸箱內(nèi)部，氣囊工具位于主軸箱底部，氣囊工具通過聯(lián)軸器與主軸電機的主軸相連。
[0008]所述氣囊工具為半球形，氣囊工具設(shè)有刀柄、氣門嘴、環(huán)形鋼絲圈、橡膠、鋼絲帶、氣密層、拋光墊和氣壓監(jiān)測裝置；氣囊工具的氣囊部分為四層嵌套結(jié)構(gòu)，從外到內(nèi)分別為拋光墊、橡膠、鋼絲帶、氣密層，氣囊部分的收束端安裝環(huán)形鋼絲圈，氣囊部分采用車胎嵌套方式進行安裝。安裝時，將收束端嵌入刀柄內(nèi)，由于環(huán)形鋼絲圈的彈性作用，氣囊部分會緊貼在刀柄內(nèi)側(cè)，氣囊工具充氣后會進一步增加氣囊部分與刀柄的接觸力。氣壓監(jiān)測裝置安裝于刀柄內(nèi)側(cè)，用于監(jiān)測氣囊工具內(nèi)部氣壓。
[0009]所述水平軸與垂直軸、主軸垂直，并相交于氣囊工具球心。所述圓弧齒條與水平軸同軸。
[0010]所述氣囊工具采用獨立充氣方式，即通過氣門嘴向氣囊工具內(nèi)部充入氣體至設(shè)定的壓力后，即與氣壓源斷開。
[0011]所述水平軸與垂直軸、主軸垂直，并相交于氣囊工具球心。
[0012]與現(xiàn)有技術(shù)比較，本發(fā)明的有益效果如下:
[0013]本發(fā)明將現(xiàn)有機構(gòu)的兩個擺臂結(jié)合在一起，形成一個擺臂，簡化了進動機構(gòu)的整體結(jié)構(gòu)，增大了結(jié)構(gòu)剛度。同時，采用嵌入式結(jié)構(gòu)設(shè)計方式，將主軸系統(tǒng)嵌入擺臂的空腔內(nèi)，大大節(jié)省了機構(gòu)的占用空間。所設(shè)計的氣囊工具采用輪胎結(jié)構(gòu)，充氣簡單，能脫離氣壓源，減少了機床配套裝置，簡化了機床主軸結(jié)構(gòu)。
【附圖說明】
[0014]圖1為本發(fā)明實施例的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖2為本發(fā)明實施例的氣囊工具結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0016]如圖1和2所示，本發(fā)明實施例設(shè)有水平軸1、圓弧齒條2、水平軸電機3、齒輪4、擺臂5、垂直軸電機6、垂直軸7、端蓋8、主軸箱9、主軸箱擺臂10、氣囊工具11、主軸電機、聯(lián)軸器和軸承。
[0017]所述擺臂5豎直安裝，垂直軸電機6豎直安裝于擺臂5頂部，控制擺臂5旋轉(zhuǎn)，主軸箱9嵌套安裝于擺臂5內(nèi)部，主軸箱擺臂10通過水平軸1與擺臂5下端連接，圓弧齒條2安裝于主軸箱9左側(cè)，水平軸電機3垂直固定于擺臂5左側(cè)，安裝于水平軸電機3的電機軸端的齒輪4與圓弧齒條2嚙合；主軸電機為中空結(jié)構(gòu)，主軸電機安裝于主軸箱9內(nèi)部，氣囊工具11位于主軸箱9底部，氣囊工具11通過聯(lián)軸器與主軸電機的主軸相連。
[0018]所述氣囊工具11為半球形，氣囊工具11設(shè)有刀柄12、氣門嘴13、環(huán)形鋼絲圈14、橡膠15、鋼絲帶16、氣密層17、拋光墊18和氣壓監(jiān)測裝置19 ;氣囊工具11的氣囊部分為四層嵌套結(jié)構(gòu)，從外到內(nèi)分別為拋光墊18、橡膠15、鋼絲帶16、氣密層17，氣囊部分的收束端安裝環(huán)形鋼絲圈14，氣囊部分采用車胎嵌套方式進行安裝。安裝時，將收束端嵌入刀柄12內(nèi)，由于環(huán)形鋼絲圈14的彈性作用，氣囊部分會緊貼在刀柄12內(nèi)側(cè)，氣囊工具11充氣后會進一步增加氣囊部分與刀柄12的接觸力。氣壓監(jiān)測裝置19安裝于刀柄12內(nèi)側(cè)，用于監(jiān)測氣囊工具11內(nèi)部氣壓。
[0019]所述水平軸1與垂直軸7、主軸垂直，并相交于氣囊工具11球心。所述圓弧齒條2與水平軸1同軸。
[0020]所述氣囊工具11采用獨立充氣方式，即通過氣門嘴向氣囊工具內(nèi)部充入氣體至設(shè)定的壓力后，即與氣壓源斷開。
[0021]所述水平軸1與垂直軸7、主軸垂直，并相交于氣囊工具11球心。
[0022]以下結(jié)合進動拋光過程給出本實施例的工作原理:
[0023]在實施例工作時，向氣囊工具11內(nèi)部充氣至設(shè)定壓力。將刀柄12與主軸聯(lián)軸器連接，將氣囊工具11安裝在主軸上。將垂直軸7及水平軸1回零，根據(jù)拋光工藝參數(shù)要求，選擇合適的拋光進動角P，通過控制算法計算出垂直軸7和水平軸1需轉(zhuǎn)動的角度α、β。運轉(zhuǎn)垂直軸電機6帶動擺臂5繞垂直軸7轉(zhuǎn)動到指定角度α，運轉(zhuǎn)水平軸電機3，帶動齒輪4旋轉(zhuǎn)，通過圓弧齒條2傳動，使主軸繞水平軸1轉(zhuǎn)動到指定角度β，形成拋光進動角Ρ。進行對刀操作，轉(zhuǎn)動主軸，運行加工程序?qū)ぜM行拋光。
【主權(quán)項】
1.緊湊型氣囊拋光進動機構(gòu)，其特征在于設(shè)有水平軸、圓弧齒條、水平軸電機、齒輪、擺臂、垂直軸電機、垂直軸、端蓋、主軸箱、主軸箱擺臂、氣囊工具、主軸電機、聯(lián)軸器和軸承； 所述擺臂豎直安裝，垂直軸電機豎直安裝于擺臂頂部，控制擺臂旋轉(zhuǎn)，主軸箱嵌套安裝于擺臂內(nèi)部，主軸箱擺臂通過水平軸與擺臂下端連接，圓弧齒條安裝于主軸箱左側(cè)，水平軸電機垂直固定于擺臂左側(cè)，安裝于水平軸電機的電機軸端的齒輪與圓弧齒條嚙合；主軸電機為中空結(jié)構(gòu)，主軸電機安裝于主軸箱內(nèi)部，氣囊工具位于主軸箱底部，氣囊工具通過聯(lián)軸器與主軸電機的主軸相連。2.如權(quán)利要求1所述緊湊型氣囊拋光進動機構(gòu)，其特征在于所述氣囊工具為半球形，氣囊工具設(shè)有刀柄、氣門嘴、環(huán)形鋼絲圈、橡膠、鋼絲帶、氣密層、拋光墊和氣壓監(jiān)測裝置；氣囊工具的氣囊部分為四層嵌套結(jié)構(gòu)，從外到內(nèi)分別為拋光墊、橡膠、鋼絲帶、氣密層，氣囊部分的收束端安裝環(huán)形鋼絲圈，氣囊部分采用車胎嵌套方式安裝，將收束端嵌入刀柄內(nèi)，氣囊部分緊貼在刀柄內(nèi)側(cè)，氣壓監(jiān)測裝置安裝于刀柄內(nèi)側(cè)，用于監(jiān)測氣囊工具內(nèi)部氣壓。3.如權(quán)利要求1所述緊湊型氣囊拋光進動機構(gòu)，其特征在于所述水平軸與垂直軸、主軸垂直，并相交于氣囊工具球心。4.如權(quán)利要求1所述緊湊型氣囊拋光進動機構(gòu)，其特征在于所述圓弧齒條與水平軸同軸。
【專利摘要】緊湊型氣囊拋光進動機構(gòu)，涉及氣囊拋光。設(shè)有水平軸、圓弧齒條、水平軸電機、齒輪、擺臂、垂直軸電機、垂直軸、端蓋、主軸箱、主軸箱擺臂、氣囊工具、主軸電機、聯(lián)軸器和軸承；所述擺臂豎直安裝，垂直軸電機豎直安裝于擺臂頂部，控制擺臂旋轉(zhuǎn)，主軸箱嵌套安裝于擺臂內(nèi)部，主軸箱擺臂通過水平軸與擺臂下端連接，圓弧齒條安裝于主軸箱左側(cè)，水平軸電機垂直固定于擺臂左側(cè)，安裝于水平軸電機的電機軸端的齒輪與圓弧齒條嚙合；主軸電機為中空結(jié)構(gòu)，主軸電機安裝于主軸箱內(nèi)部，氣囊工具位于主軸箱底部，氣囊工具通過聯(lián)軸器與主軸電機的主軸相連。采用輪胎結(jié)構(gòu)，充氣簡單，能脫離氣壓源，減少了機床配套裝置，簡化了機床主軸結(jié)構(gòu)。
【IPC分類】B24D99/00, B24B29/00, B24B47/12
【公開號】CN105364690
【申請?zhí)枴緾N201510782753
【發(fā)明人】王振忠, 楊旭
【申請人】廈門大學
【公開日】2016年3月2日
【申請日】2015年11月16日