一種流體邊界可控的液動(dòng)壓懸浮拋光裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及精密拋光領(lǐng)域，更具體的說，設(shè)計(jì)一種流體邊界可控的液動(dòng)壓懸浮拋光裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]超精密拋光是一種非接觸的拋光加工，通過液動(dòng)壓懸浮拋光裝置對(duì)工件表面進(jìn)行精密拋光。精密和超精密加工技術(shù)、制造自動(dòng)化是先進(jìn)制造技術(shù)的兩大領(lǐng)域，精密工程、精細(xì)工程和納米技術(shù)是現(xiàn)代制造技術(shù)的前沿，也是未來制造技術(shù)的基礎(chǔ)。超精密加工是一門新興的綜合性加工技術(shù)，它集成了現(xiàn)代機(jī)械、電子、測(cè)量及材料等先進(jìn)技術(shù)成就，使得目前的加工精度有了極大地提高，極大地改善了產(chǎn)品的性能和提高了產(chǎn)品的可靠性。超光滑表面加工技術(shù)是超精密加工體系的一個(gè)重要組成部分。
[0003]常見的拋光技術(shù)有浴法拋光、浮法拋光(面接觸)、動(dòng)壓浮離拋光和彈性發(fā)射加工(線接觸)。現(xiàn)有采用的是液動(dòng)壓懸浮拋光，有別于以上的幾種方式，通過浸液，拋光工具旋轉(zhuǎn)時(shí)形成來自液體動(dòng)壓形成的上浮力，通過約束邊界使流體動(dòng)壓力分布均勻，電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)拋光工具也滿足了傳動(dòng)的平穩(wěn)性和更大的轉(zhuǎn)速。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的就在于解決現(xiàn)有非接觸懸浮拋光裝置中流體邊界可控的問題，提供了一種流體邊界可控的液動(dòng)壓懸浮拋光裝置，該裝置為基于位移機(jī)構(gòu)控制的裝置，準(zhǔn)確控制懸浮拋光時(shí)流體邊界密封性的問題，該拋光裝置優(yōu)化了拋光盤和容器之間的相對(duì)位置關(guān)系，提尚了流體動(dòng)壓的穩(wěn)定性，提尚了加工效率。
[0005]本發(fā)明通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)上述目的:一種流體邊界可控的液動(dòng)壓懸浮拋光裝置，包括水平工作臺(tái)、拋光系統(tǒng)、升降系統(tǒng)、微調(diào)系統(tǒng)和壓力檢測(cè)系統(tǒng)，所述拋光系統(tǒng)包括拋光盤、拋光液容器、第一聯(lián)軸器、主軸、第二聯(lián)軸器、托板、電機(jī)支架和伺服電機(jī)，伺服電機(jī)通過電機(jī)支架固定在托板底部，伺服電機(jī)的輸出端通過第一聯(lián)軸器連接主軸的上端，主軸的下端通過第二聯(lián)軸器連接拋光盤，拋光液容器固定在拋光盤的正下方；所述升降裝置包括升降螺旋機(jī)構(gòu)和用于固定拋光液容器的支撐板，所述升降螺旋機(jī)構(gòu)固定在水平工作臺(tái)上，所述升降螺旋機(jī)構(gòu)包括四根豎直安裝的立柱和一根用于調(diào)節(jié)支撐板升降的螺旋升降柱，螺旋升降柱的下端固定在水平工作臺(tái)上，上端用于支撐支撐板，四根立柱通過定位套和四根水平導(dǎo)桿固定為一個(gè)整體的升降框架，所述支撐板上設(shè)有四個(gè)與四根立柱相配合的滑動(dòng)軸套，支撐板通過滑動(dòng)軸套套裝在升降螺旋機(jī)構(gòu)上并能沿升降螺旋機(jī)構(gòu)上下運(yùn)動(dòng)；所述微調(diào)系統(tǒng)包括滾珠絲杠、X軸向微調(diào)旋鈕和Y軸向微調(diào)旋鈕，兩根滾珠絲杠相互垂直且均穿過所述托板，兩根滾珠絲杠的兩端分別連接在四根水平導(dǎo)桿上，兩根滾珠絲杠的兩端分別設(shè)有用于調(diào)節(jié)托板位置的X軸向微調(diào)旋鈕和Y軸向微調(diào)旋鈕；所述壓力檢測(cè)系統(tǒng)包括設(shè)在拋光液容器底部的用于檢測(cè)拋光時(shí)所產(chǎn)生液壓動(dòng)力的測(cè)力傳感器。
[0006]進(jìn)一步的，所述第一聯(lián)軸器為雙膜片聯(lián)軸器。
[0007]進(jìn)一步的，所述第二聯(lián)軸器為雙膜片聯(lián)軸器。
[0008]進(jìn)一步的，所述壓力傳感器設(shè)在拋光液容器底部，且所述壓力傳感器包括沿拋光液容器底部同一圓周上均勻分布的三個(gè)。
[0009]進(jìn)一步的，所述拋光盤表面上設(shè)有鍥形槽。
[0010]進(jìn)一步的，所述拋光盤和拋光液容器間設(shè)有能夠形成液動(dòng)壓膜的微小間隙。
[0011]進(jìn)一步的，所述壓力傳感器通過導(dǎo)線連接壓力顯示儀。
[0012]本發(fā)明主要包括拋光部分、升降部分、X/Y軸微調(diào)部分和壓力檢測(cè)部分，拋光部分提供高轉(zhuǎn)速的同時(shí)也能提供穩(wěn)定的液動(dòng)壓力，從而保證了拋光過程液動(dòng)壓力的均勻性；升降部分能提供初始加工位置調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)微米級(jí)的位置精度；x/Y軸微調(diào)部分調(diào)節(jié)拋光盤和拋光液容器實(shí)現(xiàn)對(duì)準(zhǔn)，流體邊界的控制性更好，有利于流體動(dòng)壓膜的形成；壓力檢測(cè)部分能對(duì)拋光過程中產(chǎn)生的液動(dòng)壓力進(jìn)行實(shí)時(shí)的測(cè)量，從而可以調(diào)節(jié)液動(dòng)壓力使拋光加工穩(wěn)定運(yùn)行。
[0013]拋光部分主要包括拋光盤、拋光液容器、第一聯(lián)軸器、主軸、第二聯(lián)軸器、托板、電機(jī)支架和伺服電機(jī)。伺服電機(jī)通過第一聯(lián)軸器與主軸連接，將動(dòng)力傳遞給主軸。伺服電機(jī)采用與其配套的伺服驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行控制，可以實(shí)現(xiàn)高精度高速的轉(zhuǎn)動(dòng)。主軸通過第二聯(lián)軸器與拋光盤連接，帶動(dòng)拋光盤高速旋轉(zhuǎn)。待加工的工件通過石蠟貼于拋光盤的平行區(qū)域內(nèi)，拋光盤浸沒于盛有拋光液的容器內(nèi)并保持一定的拋光加工間隙，從而可以實(shí)現(xiàn)對(duì)工件的液動(dòng)壓懸浮拋光。
[0014]所述微調(diào)部分通過X軸向微調(diào)旋鈕和Υ軸向微調(diào)旋鈕，將固定在托板上的伺服電機(jī)實(shí)現(xiàn)平面運(yùn)動(dòng)。伺服電機(jī)通過聯(lián)軸器連接拋光盤，從而能實(shí)現(xiàn)拋光盤位置的調(diào)整。實(shí)現(xiàn)拋光盤與拋光容器的間隙縮小，為液動(dòng)壓力的形成提供了更好的條件。
[0015]所述壓力檢測(cè)部分，是在拋光液容器的底部的同一圓周上均布三個(gè)壓力傳感器，實(shí)時(shí)的檢測(cè)出懸浮拋光中的液動(dòng)壓力。
[0016]通過X軸向微調(diào)旋鈕和Υ軸向微調(diào)旋鈕，將拋光盤中心位置調(diào)到與拋光液容器中心同軸的位置，然后通過升降裝置改變拋光液容器的Ζ向位置，使拋光盤浸入拋光液容器中的懸浮液中，最后利用伺服電機(jī)通過第一聯(lián)軸和第二聯(lián)軸器，將扭矩傳遞給拋光盤，使拋光盤高速轉(zhuǎn)動(dòng)。在拋光盤的底部加工出了楔形槽，由于拋光盤的高速旋轉(zhuǎn)下，使得在盤與液體間產(chǎn)生流體動(dòng)壓力，同時(shí)拋光盤會(huì)由于液動(dòng)壓力而產(chǎn)生輕微上浮。在拋光液容器底部裝有測(cè)力傳感器，能夠準(zhǔn)確測(cè)出拋光時(shí)所產(chǎn)生的液動(dòng)壓力。
[0017]本發(fā)明的有益效果在于:裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，功能容易實(shí)現(xiàn)，且成本經(jīng)濟(jì)；拋光盤與拋光液容器壁間隙小，為形成良好的液動(dòng)壓力提供了良好的條件，從而能夠提高加工效率和提高表面加工效果。拋光工具和工件分離，且拋光液浸沒工件，有利于降低拋光工具的磨損和降低拋光過程摩擦熱帶來的負(fù)面作用；通過伺服電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)拋光盤，避免了復(fù)雜的傳動(dòng)環(huán)節(jié)造成的誤差積累，提高了加工精度。
【附圖說明】
[0018]圖1是本發(fā)明所述一種流體邊界可控的液動(dòng)壓懸浮拋光裝置的微調(diào)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的三維圖。
[0019]圖2是本發(fā)明所述一種流體邊界可控的液動(dòng)壓懸浮拋光裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖3是本發(fā)明所述一種流體邊界可控的液動(dòng)壓懸浮拋光裝置的側(cè)視圖。
[0021]圖中，1-定位套、2-水平導(dǎo)桿、3-X軸向微調(diào)旋鈕、4-立柱、5-滑動(dòng)軸套、6_支撐板、7-水