專利名稱：液流懸浮超精密圓柱體拋光頭的配模裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種精密加工領(lǐng)域的拋光工具配模成型裝置，特別適用于液流懸浮超 精密加工實(shí)驗(yàn)中圓柱體拋光頭的準(zhǔn)確配模。
背景技術(shù)：
目前，精密模具復(fù)雜型腔的溝槽、異形曲面以及清角部位的精整加工仍是以手工 研磨拋光為主，不能同時(shí)進(jìn)行強(qiáng)化處理，導(dǎo)致加工能力差、生產(chǎn)效率低下、生產(chǎn)成本高，難以 保證加工質(zhì)量。而液流懸浮超精密加工技術(shù)則是通過圓柱體拋光頭在加工液中的高速旋 轉(zhuǎn)，借助流體動壓力，將加工液中的游離磨粒源源不斷地射向工件表面，此時(shí)通過游離磨粒 的滑動、滾動和沖擊作用切除極薄的材料層，降低表面粗糙度，獲得比傳統(tǒng)加工方法更高的 加工精度和表面質(zhì)量。在加工中圓柱體拋光頭與工件的間隙保持恒定的微米級是實(shí)現(xiàn)納 米拋光的基本條件，因此拋光工具配模方法的選擇顯得尤為重要。傳統(tǒng)的配模利用模具型 腔澆灌成型，制作出裝配在連接電機(jī)頭的加工桿上的圓柱體拋光頭，這樣就存在以下缺點(diǎn) 1.配模后圓柱體拋光頭的圓柱度精度低，徑向圓跳動大，圓柱體拋光頭與工件的間隙根本 無法達(dá)到微米級，使加工中的圓柱體拋光頭與工件接觸；2.圓柱體拋光頭的中心孔在配模 過程中無法保證與傳動軸平行，使得圓柱體拋光頭在高速旋轉(zhuǎn)過程中與傳動軸呈微小角 度，影響拋光的均勻性；3.圓柱體拋光頭表面的粗糙度取決于傳統(tǒng)配模過程中模具的內(nèi)表 面的粗糙度，而圓柱體拋光頭外表面的粗糙度對拋光液中液體動壓力有一定影響，這也最 終導(dǎo)致加工時(shí)間過長，加工質(zhì)量下降，成本上升。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決傳統(tǒng)配模裝置制作出來的圓柱體拋光頭存在的上述不足，提供了一 種加工簡單，效率高，且能夠使圓柱體拋光頭達(dá)到超精密加工實(shí)驗(yàn)要求的液流懸浮超精密 圓柱體拋光頭的配模裝置。本發(fā)明采用的技術(shù)方案是
液流懸浮超精密圓柱體拋光頭的配模裝置，包括用于消除傳動絲杠回程誤差的計(jì)算機(jī) 數(shù)控模塊，所述的計(jì)算機(jī)數(shù)控模塊包括位于機(jī)床上的X向步進(jìn)電機(jī)、Y向步進(jìn)電機(jī)和Z向步 進(jìn)電機(jī)，所述的Z向步進(jìn)電機(jī)上連接有聯(lián)軸器，所述的聯(lián)軸器上連接有傳動絲杠，所述的傳 動絲杠上設(shè)有用于調(diào)整其位置的滑塊，所述的滑塊與X向保持架、Y向保持架和Z向保持架 配合連接，其特征在于所述的Z向保持架的一側(cè)固定有用于帶動加工桿高速旋轉(zhuǎn)的高速 電機(jī)，所述的加工桿連接在所述的高速電機(jī)的下方，所述的加工桿上過盈安裝有隨其高速 旋轉(zhuǎn)的彈性圓柱體拋光頭；所述的圓柱體拋光頭和用于去除其表面多余材料的圓整加工裝 置上的圓整面接觸。進(jìn)一步，所述的圓柱體拋光頭為中孔的圓柱形聚氨脂橡膠拋光頭。進(jìn)一步，所述的X向步進(jìn)電機(jī)和所述的Y向的步進(jìn)電機(jī)的后側(cè)裝有用于調(diào)節(jié)其轉(zhuǎn) 向的手動轉(zhuǎn)向裝置。
3
進(jìn)一步，所述的圓整面緊連在所述的圓整加工裝置的磁性表座上，所述的磁性表 座固定在所述的機(jī)床上。進(jìn)一步，所述的圓整面為金剛石銼刀或者砂紙。本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思為電機(jī)采用最高可達(dá)每分鐘20000轉(zhuǎn)的高速電機(jī)，其徑向跳 動在1 μ m以內(nèi)，高速旋轉(zhuǎn)的電機(jī)帶動其上有過盈安裝的圓柱體拋光頭的加工桿高速旋轉(zhuǎn)。 高速旋轉(zhuǎn)的圓柱體拋光頭與圓整加工裝置接觸，從而去除圓柱體拋光頭表面的多余材料， 減少圓柱體拋光頭的圓柱體跳動誤差。使用時(shí)，本發(fā)明可與計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)相連接，步進(jìn)電機(jī)與步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動板相連，所 述驅(qū)動板與計(jì)算機(jī)相連，采用特定的工藝參數(shù)組合和拋光軌跡，進(jìn)行實(shí)時(shí)控制。計(jì)算機(jī)數(shù) 控模塊在消除傳動絲杠的回程誤差后，通過計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)對電機(jī)的空間位置進(jìn)行準(zhǔn)確定 位。在獲得精確的動態(tài)零點(diǎn)以及單位行程的數(shù)據(jù)后，就可以通過計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)準(zhǔn)確測量 圓柱體拋光頭的直徑。通過數(shù)控技術(shù)，可以預(yù)先設(shè)定圓柱體拋光頭的運(yùn)動軌跡，使其能夠在 不同的時(shí)間里與圓整加工裝置有不同深度的接觸，有效的去除多余材料。配模后期，圓整加 工裝置的磁性表座上的圓整面可選用金剛石挫刀，也可以選用1000-2000C的磨砂紙，精磨 圓柱體拋光頭的表面，以滿足特定實(shí)驗(yàn)需求。相比以往的技術(shù)，本發(fā)明的有益效果在于
(1)極大減少了圓柱體拋光頭的圓柱體的跳動誤差，使圓柱體拋光頭與工件間的間隙 嚴(yán)格保證在微米級，從而實(shí)現(xiàn)圓柱體拋光頭與工件保持恒定微米級間隙；
(2)排除了圓柱體拋光頭因加工桿直線度而造成的微小角度傾斜的問題，從而保證了 圓柱體拋光頭與工件的間隙的均勻性；
(3)柔性處理圓柱體拋光頭表面的粗糙度，解決了傳統(tǒng)配模后圓柱體拋光頭表面過于 光滑的問題，改善后期超精密加工實(shí)驗(yàn)的質(zhì)量，提高效率，減少成本。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，加工精度高，成本較低。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明
參照圖1，本發(fā)明所述的液流懸浮超精密圓柱體拋光頭的配模裝置，包括用于消除傳動 絲杠15回程誤差的計(jì)算機(jī)數(shù)控模塊1，所述的計(jì)算機(jī)數(shù)控模塊1包括位于機(jī)床6上的X向 步進(jìn)電機(jī)11、Y向步進(jìn)電機(jī)12和Z向步進(jìn)電機(jī)13，所述的Z向步進(jìn)電機(jī)13上連接有聯(lián)軸 器14，所述的聯(lián)軸器14上連接有傳動絲杠15，所述的傳動絲杠15上設(shè)有用于調(diào)整其位置 的滑塊16，所述的滑塊16與X向保持架17、Y向保持架18和Z向保持架19配合連接，所 述的Z向保持架19的一側(cè)固定有用于帶動加工桿3高速旋轉(zhuǎn)的高速電機(jī)2，所述的加工桿 3連接在所述的高速電機(jī)2的下方，所述的加工桿3上過盈安裝有隨其高速旋轉(zhuǎn)的彈性圓柱 體拋光頭4 ；所述的圓柱體拋光頭4和用于去除其表面多余材料的圓整加工裝置5上的圓 整面51接觸。所述的圓柱體拋光頭4為中孔的圓柱形聚氨脂橡膠拋光頭。
4
所述的X向步進(jìn)電機(jī)11和所述的Y向的步進(jìn)電機(jī)12的后側(cè)裝有用于調(diào)節(jié)其轉(zhuǎn)向 的手動轉(zhuǎn)向裝置7。所述的圓整面51緊連在所述的圓整加工裝置5的磁性表座52上，所述的磁性表 座52固定在所述的機(jī)床6上。所述的圓整面51為金剛石銼刀或者砂紙。本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思為電機(jī)采用最高可達(dá)每分鐘20000轉(zhuǎn)的高速電機(jī)2，其徑向跳 動在1 μ m以內(nèi)，高速旋轉(zhuǎn)的電機(jī)2帶動其上有過盈安裝的圓柱體拋光頭4的加工桿3高速 旋轉(zhuǎn)。高速旋轉(zhuǎn)的圓柱體拋光頭4與圓整加工裝置5接觸，從而去除圓柱體拋光頭4表面 的多余材料，減少圓柱體拋光頭4的圓柱體跳動誤差。使用時(shí)，本發(fā)明可與計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)相連接，步進(jìn)電機(jī)與步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動板相連，所 述驅(qū)動板與計(jì)算機(jī)相連，采用特定的工藝參數(shù)組合和拋光軌跡，進(jìn)行實(shí)時(shí)控制。計(jì)算機(jī)數(shù) 控模塊1在消除傳動絲杠15的回程誤差后，通過計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)對電機(jī)的空間位置進(jìn)行 準(zhǔn)確定位。在獲得精確的動態(tài)零點(diǎn)以及單位行程的數(shù)據(jù)后，就可以通過計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)準(zhǔn) 確測量圓柱體拋光頭4的直徑。通過數(shù)控技術(shù)，可以預(yù)先設(shè)定圓柱體拋光頭4的運(yùn)動軌 跡，使其能夠在不同的時(shí)間里與圓整加工裝置5有不同深度的接觸，有效的去除多余材料。 配模后期，圓整加工裝置5的磁性表座52上的圓整面51可選用金剛石挫刀，也可以選用 1000-2000C的磨砂紙，精磨圓柱體拋光頭4的表面，以滿足特定實(shí)驗(yàn)需求。本說明書實(shí)施例所述的內(nèi)容僅僅是對發(fā)明構(gòu)思的實(shí)現(xiàn)形式的列舉，本發(fā)明的保護(hù) 范圍不應(yīng)當(dāng)被視為僅限于實(shí)施例所陳述的具體形式，本發(fā)明的保護(hù)范圍也及于本領(lǐng)域技術(shù) 人員根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思所能夠想到的等同技術(shù)手段。
權(quán)利要求
液流懸浮超精密圓柱體拋光頭的配模裝置，包括用于消除傳動絲杠回程誤差的計(jì)算機(jī)數(shù)控模塊，所述的計(jì)算機(jī)數(shù)控模塊包括位于機(jī)床上的X向步進(jìn)電機(jī)、Y向步進(jìn)電機(jī)和Z向步進(jìn)電機(jī)，所述的Z向步進(jìn)電機(jī)上連接有聯(lián)軸器，所述的聯(lián)軸器上連接有傳動絲杠，所述的傳動絲杠上設(shè)有用于調(diào)整其位置的滑塊，所述的滑塊與X向保持架、Y向保持架和Z向保持架配合連接，其特征在于所述的Z向保持架的一側(cè)固定有用于帶動加工桿高速旋轉(zhuǎn)的高速電機(jī)，所述的加工桿連接在所述的高速電機(jī)的下方，所述的加工桿上過盈安裝有隨其高速旋轉(zhuǎn)的彈性圓柱體拋光頭；所述的圓柱體拋光頭和用于去除其表面多余材料的圓整加工裝置上的圓整面接觸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液流懸浮超精密圓柱體拋光頭的配模裝置，其特征在于所 述的圓柱體拋光頭為中孔的圓柱形聚氨脂橡膠拋光頭。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液流懸浮超精密圓柱體拋光頭的配模裝置，其特征在于所 述的X向步進(jìn)電機(jī)和所述的Y向的步進(jìn)電機(jī)的后側(cè)裝有用于調(diào)節(jié)其轉(zhuǎn)向的手動轉(zhuǎn)向裝置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的液流懸浮超精密圓柱體拋光頭的配模裝置，其特征在于 所述的圓整面緊連在所述的圓整加工裝置的磁性表座上，所述的磁性表座固定在所述的機(jī) 床上。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的液流懸浮超精密圓柱體拋光頭的配模裝置，其特征在于所 述的圓整面為金剛石銼刀或者砂紙。
全文摘要
液流懸浮超精密圓柱體拋光頭的配模裝置，包括用于消除傳動絲杠回程誤差的計(jì)算機(jī)數(shù)控模塊，所述的計(jì)算機(jī)數(shù)控模塊包括位于機(jī)床上的X向步進(jìn)電機(jī)、Y向步進(jìn)電機(jī)和Z向步進(jìn)電機(jī)，所述的Z向步進(jìn)電機(jī)上連接有聯(lián)軸器，所述的聯(lián)軸器上連接有傳動絲杠，所述的傳動絲杠上設(shè)有用于調(diào)整其位置的滑塊，所述的滑塊與X向保持架、Y向保持架和Z向保持架配合連接，所述的Z向保持架的一側(cè)固定有用于帶動加工桿高速旋轉(zhuǎn)的高速電機(jī)，所述的加工桿連接在所述的高速電機(jī)的下方，所述的加工桿上過盈安裝有隨其高速旋轉(zhuǎn)的彈性圓柱體拋光頭；所述的圓柱體拋光頭和用于去除其表面多余材料的圓整加工裝置上的圓整面接觸。結(jié)構(gòu)簡單，加工精度高，成本較低。
文檔編號B24D18/00GK101973000SQ201010534888
公開日2011年2月16日 申請日期2010年11月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月8日
發(fā)明者何劍敏, 侯海鵬, 於加峰, 洪滔, 王超榮 申請人:浙江工業(yè)大學(xué)