專利名稱：基于ccos技術(shù)的超聲研磨頭結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及非球面數(shù)控光學(xué)加工技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于CCOS技術(shù)的超聲研磨頭結(jié)構(gòu)，其是一種能夠把超聲換能器與CC0S(Computer Controlled Optical Surfacing)加工中心連接起來的機(jī)械結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
超聲技術(shù)在加工脆硬材料方面有著無可比擬的優(yōu)勢(shì)，因此把超聲技術(shù)與現(xiàn)有的 FSGJ數(shù)控非球面加工中心相結(jié)合則可以在加工研磨脆硬材料方面顯著的提高加工效率。但把超聲研磨技術(shù)應(yīng)用于FSGJ數(shù)控非球面加工中心上遇到最大的障礙就是，由于氣缸與磨頭的連接處的桿端球面接頭(如THK的TBS型桿端球面接頭)的使用，使得超聲振動(dòng)能量在桿端球面接頭的空隙處大量損失，不能有效的把超聲振動(dòng)能量傳遞給工具頭。為了減少振動(dòng)能量損失，把超聲振動(dòng)元件與工具頭連接方式改為無空隙固定連接。那么，由于桿端球面接頭的取消導(dǎo)致在加工有一定陡度的非球面反射鏡工件時(shí)，加工磨頭工作面不能與非球面反射鏡吻合，這就給加工帶來了非常大的困難。因此，設(shè)計(jì)一種既能滿足大部分超聲振動(dòng)能量順利傳遞到工具頭端面，又能保證在加工過程中工具頭的工作面時(shí)刻與工件面形相吻合的磨頭結(jié)構(gòu)勢(shì)在必行。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有磨頭結(jié)構(gòu)不能既滿足大部分超聲振動(dòng)能量順利傳遞到工具頭端面， 又保證在加工過程中工具頭的工作面時(shí)刻與工件面形相吻合的問題，本發(fā)明提供一種基于 CCOS技術(shù)的超聲研磨頭結(jié)構(gòu)。本發(fā)明解決技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案如下基于CCOS技術(shù)的超聲研磨頭結(jié)構(gòu)，包括超聲換能器、套環(huán)連接件、球面關(guān)節(jié)軸承、 套筒連接件和磨頭；超聲換能器通過套環(huán)連接件固定在球面關(guān)節(jié)軸承上，球面關(guān)節(jié)軸承固定在套筒連接件上，磨頭固定在超聲換能器的底端。上述套環(huán)連接件設(shè)有內(nèi)螺紋和外螺紋，超聲換能器通過所述內(nèi)螺紋與套環(huán)連接件固定連接，球面關(guān)節(jié)軸承通過所述外螺紋與套環(huán)連接件固定連接。上述球面關(guān)節(jié)軸承通過螺紋連接固定在套筒連接件上。本發(fā)明將超聲換能器與研磨頭整合為一個(gè)整體，以減少超聲振動(dòng)能量的損失；并采用球面關(guān)節(jié)軸承實(shí)現(xiàn)研磨頭的多方向調(diào)節(jié)。采用一個(gè)筒狀連接結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)超聲換能器與球面關(guān)節(jié)軸承內(nèi)圈的固定連接，并采用螺紋連接結(jié)構(gòu)將球面關(guān)節(jié)軸承外圈與和FSGJ數(shù)控非球面加工中心的氣缸相連接的套筒連接件相連。只要把超聲換能器與超聲驅(qū)動(dòng)電源相接，即可在FSGJ數(shù)控非球面加工中心上實(shí)現(xiàn)對(duì)各種非球面反射鏡進(jìn)行超聲加工的功能。本發(fā)明的有益效果是采用球面關(guān)節(jié)軸承(即萬向軸承)一種類似桿端球面接頭的機(jī)械連接結(jié)構(gòu)，把球面關(guān)節(jié)軸承內(nèi)圈固定在超聲換能器的駐點(diǎn)位置，而球面關(guān)節(jié)軸承的外圈則固定在FSGJ數(shù)控非球面加工中心的氣缸上；這樣的結(jié)構(gòu)既能夠起到桿端球面接頭即研磨頭的方向調(diào)節(jié)功能，使其自身與工件貼合，又可以避免過多的超聲振動(dòng)能量損失。


圖I是本發(fā)明基于CCOS技術(shù)的超聲研磨頭結(jié)構(gòu)剖面示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明。首先根據(jù)超聲換能器I的駐點(diǎn)所在位置的直徑選定與之配合的球面關(guān)節(jié)軸承3的型號(hào)，一般的選擇規(guī)則是球面關(guān)節(jié)軸承3的內(nèi)徑比超聲換能器I駐點(diǎn)位置直徑大IOmm到 20mm。球面關(guān)節(jié)軸承3如果選擇過大，則會(huì)使得設(shè)備笨重；如果過小，則連接機(jī)構(gòu)強(qiáng)度不夠。 然后，根據(jù)超聲換能器I駐點(diǎn)位置直徑和球面關(guān)節(jié)軸承3的內(nèi)徑設(shè)計(jì)如圖I所示的套環(huán)連接件2，并在相應(yīng)位置以內(nèi)外螺紋的方式相連接固定。這樣就通過套環(huán)連接件2把超聲換能器I固定在了球面關(guān)節(jié)軸承3上。根據(jù)球面關(guān)節(jié)軸承3的外圈直徑，設(shè)計(jì)如圖I所示的套筒連接件4，用以連接整個(gè)超聲研磨頭結(jié)構(gòu)與FSGJ數(shù)控非球面加工中心的氣缸。同理，采用螺紋的方式來固定球面關(guān)節(jié)軸承3與套筒連接件4。至此，整個(gè)研磨頭結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)完畢。把套筒連接件4固定在加工中心的氣缸上后，由于球面關(guān)節(jié)軸承3的使用，可以使得磨頭5與套筒連接件4之間有了一定角度的調(diào)整量。因此，在加工有一定非球面度的反射鏡時(shí)，可以保證磨頭時(shí)刻與工件能夠充分的接觸，提高加工精度。
權(quán)利要求
1.基于CCOS技術(shù)的超聲研磨頭結(jié)構(gòu)，其特征在于，該磨頭結(jié)構(gòu)包括超聲換能器(I)、 套環(huán)連接件(2)、球面關(guān)節(jié)軸承(3)、套筒連接件(4)和磨頭(5);超聲換能器⑴通過套環(huán)連接件(2)固定在球面關(guān)節(jié)軸承(3)上，球面關(guān)節(jié)軸承(3)固定在套筒連接件(4)上，磨頭 (5)固定在超聲換能器(I)的底端。
2.如權(quán)利要求I所述的基于CCOS技術(shù)的超聲研磨頭結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述套環(huán)連接件⑵設(shè)有內(nèi)螺紋和外螺紋，超聲換能器⑴通過所述內(nèi)螺紋與套環(huán)連接件⑵固定連接， 球面關(guān)節(jié)軸承(3)通過所述外螺紋與套環(huán)連接件(2)固定連接。
3.如權(quán)利要求I所述的基于CCOS技術(shù)的超聲研磨頭結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述球面關(guān)節(jié)軸承(3)通過螺紋連接固定在套筒連接件(4)上。
全文摘要
基于CCOS技術(shù)的超聲研磨頭結(jié)構(gòu)涉及非球面數(shù)控光學(xué)加工技術(shù)領(lǐng)域，該磨頭結(jié)構(gòu)包括超聲換能器(1)、套環(huán)連接件(2)、球面關(guān)節(jié)軸承(3)、套筒連接件(4)和磨頭(5)；超聲換能器(1)通過套環(huán)連接件(2)固定在球面關(guān)節(jié)軸承(3)上，球面關(guān)節(jié)軸承(3)固定在套筒連接件(4)上，磨頭(5)固定在超聲換能器(1)的底端。本發(fā)明的研磨頭結(jié)構(gòu)既能夠起到研磨頭的多方向調(diào)節(jié)功能，使其自身與工件貼合，又可以避免過多的超聲振動(dòng)能量損失。
文檔編號(hào)B24B37/11GK102581749SQ201210079118
公開日2012年7月18日 申請(qǐng)日期2012年3月23日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月23日
發(fā)明者王旭, 鄭立功 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所