本發(fā)明涉及研磨拋光技術(shù)領(lǐng)域,更具體的說,尤其涉及一種液動壓懸浮研磨拋光一體拋光角度可調(diào)裝置。
背景技術(shù):
超精密加工技術(shù)是一門新興的綜合性加工技術(shù)。它集成了現(xiàn)代機械、光學(xué)、電子、計算機、測量及材料等先進技術(shù)成就,已成為國家科學(xué)技術(shù)發(fā)展水平的重要標志。為了獲得各種元器件及裝備的高性能,要求元件和零件的加工精度越來越高,有的甚至要求達到納米級或更高的加工精度和無損傷的表面加工質(zhì)量。
超精密拋光是目前最主要的終加工手段。拋光過程的材料去除量十分微小,一般在幾微米以下。目前,非接觸式拋光是獲得超光滑表面的主要拋光方法。
常見的非接觸拋光,如浮法拋光,其液動壓效應(yīng)較弱,加工效率低,不能完全消除拋光引起的表面殘余應(yīng)力;如動壓浮離拋光,拋光壓力分布不均勻,驅(qū)動軸回轉(zhuǎn)精度要求高,拋光起始和終了階段仍存在工件與磨粒的直接接觸。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有的研磨拋光裝置是獨立開來的,現(xiàn)在為了解決裝置獨立,以及研磨后進行拋光需要二次裝配問題,提出了一種穩(wěn)定性好、定位精度高、液壓動力穩(wěn)定、拋光過程均勻性好、研磨盤和拋光盤貼合性好的液動壓懸浮研磨拋光一體拋光角度可調(diào)裝置。
本發(fā)明通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)上述目的:一種液動壓懸浮研磨拋光一體拋光角度可調(diào)裝置,包括拋光盤、液動壓懸浮裝置、升降裝置、壓力檢測裝置、拋光角度調(diào)整裝置和支撐裝置,所述拋光盤表面劃分成十個基本單元,每個基本單元表面均包括從右至左依次設(shè)置的工件貼片區(qū)、鍥形區(qū)域、蓄流槽和約束邊界;
所述支撐裝置包括后背板、左側(cè)板和右側(cè)板,所述左側(cè)板和右側(cè)板均垂直固定在所述后背板上;
所述升降裝置包括第一伺服電機、滾珠絲杠、第一直線導(dǎo)軌、絲杠螺母、第一滑塊,所述滾珠絲杠豎直安裝在所述后背板上,滾珠絲杠的一端連接第一伺服電機,所述第一直線導(dǎo)軌設(shè)有兩條,兩條第一直線導(dǎo)軌分別豎直安裝在左側(cè)板和右側(cè)板上,每條直線導(dǎo)軌上均套裝有第一滑塊,所述絲杠螺母套裝在所述滾珠絲杠上;
所述液動壓懸浮裝置包括滾珠花鍵軸、底板、側(cè)安裝板、頂部固定板、第二直線導(dǎo)軌、第二滑塊、聯(lián)軸器、導(dǎo)向柱、帶輪、同步帶和第二伺服電機,所述絲杠螺母和兩個第一滑塊均與底板固定連接,第一伺服電機運動時帶動所述底板沿第一直線導(dǎo)軌運動;所述側(cè)安裝板設(shè)有兩塊,兩塊側(cè)安裝板均豎直固定在所述底板上,所述頂部固定板水平固定在兩塊側(cè)安裝板的頂部,兩塊側(cè)安裝板上分別設(shè)有一條第二直線軌道;每條第二直線導(dǎo)軌上均套裝有一個第二滑塊,兩個第二滑塊固定在動板上;滾珠花鍵軸穿過底板與聯(lián)軸器的一端連接,滾珠花鍵軸的上端固定在動板上,所述底板上固定有導(dǎo)向柱,導(dǎo)向柱的上端穿過動板,底板和動板之間的導(dǎo)向柱上套裝有彈簧;所述滾珠花鍵軸上安裝有帶輪,帶輪通過同步帶連接固定在底板上的第二伺服電機,所述第二伺服電機通過同步帶驅(qū)動帶輪,將動力傳遞給滾珠花鍵軸,并帶動拋光盤的高速轉(zhuǎn)動;
所述壓力檢測裝置包括螺紋檢測軸和測力傳感器,所述頂部固定板上設(shè)置有與所述螺紋檢測軸相配合的通孔,螺紋檢測軸通過螺栓固定在頂部固定板上,測力傳感器固定在螺紋檢測軸的底部,測力傳感器在動板沿第二直線導(dǎo)軌上移時抵住所述動板;
所述拋光角度調(diào)整裝置包括萬向浮動接頭,所述聯(lián)軸器的另一端通過萬向浮動接頭連接拋光盤。
進一步的,所述聯(lián)軸器通過彈簧組連接萬向浮動接頭,所述彈簧組包括柱形底座和柱頂連接柱,柱形底座上設(shè)置有與柱形連接座形狀相配合的通孔,柱頂連接柱的外側(cè)沿周向均布多個半圓形凸起,柱形底座的通孔內(nèi)壁上設(shè)置有與所述半圓形凸起一一對應(yīng)的軸向設(shè)置的半圓槽,所述柱形底座的外側(cè)還設(shè)有與所述半圓槽連通的螺紋孔,緊固螺栓穿過螺紋孔將柱形底座和柱頂連接柱緊固在一起。
進一步的,所述聯(lián)軸器通過彈簧組連接萬向浮動接頭。
進一步的,所述側(cè)板包括左側(cè)板和左右側(cè)板,左側(cè)板和右側(cè)板均與后背板固定連接。
進一步的,所述第一直線導(dǎo)軌上設(shè)置有多組腰型孔。
進一步的,所述導(dǎo)向柱設(shè)置有四根,其中兩根導(dǎo)向柱上安裝有彈簧,另外兩根導(dǎo)向柱的頂部安裝有限位塊。
進一步的,所得底板上還固定有光柵尺。
本發(fā)明的有益效果在于:本發(fā)明的裝置結(jié)構(gòu)簡單緊湊、設(shè)備成本低;采用了萬向浮動接頭連接,使得拋光盤與研磨盤的貼合更緊密;采用了可滑動的彈簧組,使得拋光盤和研磨盤無間隙貼合進行研磨;通過伺服電機直接驅(qū)動拋光工具的旋轉(zhuǎn),避免了復(fù)雜的傳動環(huán)節(jié)造成的誤差積累,提高了加工精度。
附圖說明
圖1為本發(fā)明一種液動壓懸浮研磨拋光一體拋光角度可調(diào)裝置的三維圖。
圖2為本發(fā)明一種液動壓懸浮研磨拋光一體拋光角度可調(diào)裝置的主視圖。
圖3為本發(fā)明一種液動壓懸浮研磨拋光一體拋光角度可調(diào)裝置的俯視圖。
圖4為本發(fā)明一種液動壓懸浮研磨拋光一體拋光角度可調(diào)裝置的右視圖。
圖5為本發(fā)明彈簧組的三維圖。
圖6為本發(fā)明絲杠傳動系統(tǒng)的俯視圖。
圖7為本發(fā)明研磨拋光裝置的左視圖。
圖中,1-第一伺服電機、2-滾珠絲杠、3-動板、4-后背板、5-右側(cè)板、6-第一直線導(dǎo)軌、7-第二直線導(dǎo)軌、8-側(cè)安裝板、9-底板、10-滾珠花鍵軸、11-聯(lián)軸器、12-彈簧組、13-萬向浮動接頭、14-拋光盤、15-第二滑塊、16-第二伺服電機、17光柵尺、18腰型孔、19-測力傳感器、20-第一滑塊、21-頂部固定板、22-導(dǎo)向柱、23-彈簧、24-限位塊。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步說明:
如圖1~7所示,一種液動壓懸浮研磨拋光一體拋光角度可調(diào)裝置,其特征在于:包括拋光盤14、液動壓懸浮裝置、升降裝置、壓力檢測裝置和支撐裝置,所述拋光盤14表面劃分成十個基本單元,每個基本單元表面均包括從右至左依次設(shè)置的工件貼片區(qū)、鍥形區(qū)域、蓄流槽和約束邊界;在進行液動壓懸浮研磨拋光時,拋光盤13和工件都是位于浸液環(huán)境中,拋光液浸沒拋光盤和工件,有利于降低拋光過程中摩擦產(chǎn)生的熱量帶來的負面作用。
所述支撐裝置包括后背板4、左側(cè)板和右側(cè)板5,所述左側(cè)板和右側(cè)板5均垂直固定在所述后背板4上;后背板4、左側(cè)板和右側(cè)板5均為方形板。
所述升降裝置包括第一伺服電機1、滾珠絲杠2、第一直線導(dǎo)軌6、絲杠螺母、第一滑塊20,所述滾珠絲杠2豎直安裝在所述后背板4上,滾珠絲杠2的一端連接第一伺服電機1,所述第一直線導(dǎo)軌6設(shè)有兩條,兩條第一直線導(dǎo)軌6 分別豎直安裝在左側(cè)板和右側(cè)板5上,每條直線導(dǎo)軌上均套裝有第一滑塊20,所述絲杠螺母套裝在所述滾珠絲杠上;第一伺服電機1、滾珠絲杠2和絲杠螺母構(gòu)成了驅(qū)動底板9升降的絲杠傳動系統(tǒng)。
所述液動壓懸浮裝置包括滾珠花鍵軸10、底板9、側(cè)安裝板8、頂部固定板21、第二直線導(dǎo)軌7、第二滑塊15、聯(lián)軸器11、彈簧組12、導(dǎo)向柱22、帶輪、同步帶和第二伺服電機16,所述絲杠螺母和兩個第一滑塊20均與底板9固定連接,第一伺服電機1運動時帶動所述底板9沿第一直線導(dǎo)軌6運動;所述側(cè)安裝板8設(shè)有兩塊,兩塊側(cè)安裝板8均豎直固定在所述底板9上,所述頂部固定板21水平固定在兩塊側(cè)安裝板8的頂部,兩塊側(cè)安裝板8上分別設(shè)有一條第二直線軌道;每條第二直線導(dǎo)軌7上均套裝有一個第二滑塊15,兩個第二滑塊15固定在動板3上;滾珠花鍵軸10穿過底板9與聯(lián)軸器11的一端連接,滾珠花鍵軸10的上端固定在動板3上,所述底板9上固定有導(dǎo)向柱22,導(dǎo)向柱22的上端穿過動板3,底板9和動板3之間的導(dǎo)向柱22上套裝有彈簧23;所述滾珠花鍵軸10上安裝有帶輪,帶輪通過同步帶連接固定在底板9上的第二伺服電機16,所述第二伺服電機16通過同步帶驅(qū)動帶輪,將動力傳遞給滾珠花鍵軸10,并帶動拋光盤14的高速轉(zhuǎn)動。
所述壓力檢測裝置包括螺紋檢測軸和測力傳感器19,所述頂部固定板21上設(shè)置有與所述螺紋檢測軸相配合的通孔,螺紋檢測軸通過螺栓固定在頂部固定板21上,測力傳感器19固定在螺紋檢測軸的底部,測力傳感器19在動板3沿第二直線導(dǎo)軌7上移時抵住所述動板3。
所述聯(lián)軸器的另一端通過拋光角度調(diào)整裝置連接拋光盤,所述拋光角度調(diào)整裝置包括彈簧組和萬向浮動接頭13,所述聯(lián)軸器的另一端彈簧組的頂端,所述彈簧組的底端通過萬向浮動接頭13連接拋光盤;所述彈簧組上設(shè)置有緊固螺栓,緊固螺栓擰緊時彈簧組鎖死,緊固螺栓松開時彈簧組可上下滑動。
所述彈簧組包括柱形底座和柱頂連接柱,柱形底座上設(shè)置有與柱形連接座形狀相配合的通孔,柱頂連接柱的外側(cè)沿周向均布多個半圓形凸起,柱形底座的通孔內(nèi)壁上設(shè)置有與所述半圓形凸起一一對應(yīng)的軸向設(shè)置的半圓槽,所述柱形底座的外側(cè)還設(shè)有與所述半圓槽連通的螺紋孔,緊固螺栓穿過螺紋孔將柱形底座和柱頂連接柱緊固在一起。
所述聯(lián)軸器通過彈簧組連接萬向浮動接頭13。本裝置工作時,拋光盤的表面有一定微小傾斜角度,由于萬向浮動接頭可以轉(zhuǎn)動一定的角度,所以萬向浮動接頭和拋光盤的連接保證了貼合的緊密性。
所述側(cè)板包括左側(cè)板和左右側(cè)板5,左側(cè)板和右側(cè)板5均與后背板4固定連接。
所述第一直線導(dǎo)軌6上設(shè)置有多組腰型孔18。腰型孔呢狗防止左側(cè)板和右側(cè)板的變形,通過對螺栓連接處的微調(diào)整保證動板上下移動的直線度。
所述導(dǎo)向柱22設(shè)置有四根,其中兩根導(dǎo)向柱22上安裝有彈簧23,另外兩根導(dǎo)向柱22的頂部安裝有限位塊24。彈簧用于限制底板9的最低位置,限位塊用于限制底板9的最高位置。
所得底板9上還固定有光柵尺17。光柵尺16通過螺栓固定在底板9上,光柵尺16豎直設(shè)置。
本裝置在工作時,通過第一伺服電機驅(qū)動滾珠絲杠轉(zhuǎn)動,帶動整個液動壓懸浮裝置和拋光盤沿著直線導(dǎo)軌向下移動,通過對整個裝置進行控制的控制臺輸入拋光盤上升參數(shù),利用滾珠絲杠帶動整個液動壓懸浮裝置上移到一定距離,讀取光柵尺的數(shù)據(jù)并加以儲存,將測力傳感器的讀數(shù)清零,隨后第二伺服電機帶動滾珠花鍵軸轉(zhuǎn)動,通過聯(lián)軸器和彈簧組連接拋光盤,間接帶動拋光盤轉(zhuǎn)動,旋轉(zhuǎn)起來后拋光盤在液體的動壓作用下上浮,第二滑塊14向上拖著負載沿著第二直線導(dǎo)軌7上移,通過測力傳感器采集動板上浮的力并予以記錄,該力大小與液體的上浮力大小相同,并在該過程中實現(xiàn)了液動壓懸浮研磨拋光一體裝置的穩(wěn)定運行,保證了拋光加工的高精度。
上述實施例只是本發(fā)明的較佳實施例,并不是對本發(fā)明技術(shù)方案的限制,只要是不經(jīng)過創(chuàng)造性勞動即可在上述實施例的基礎(chǔ)上實現(xiàn)的技術(shù)方案,均應(yīng)視為落入本發(fā)明專利的權(quán)利保護范圍內(nèi)。