CN102528609B - 一种振动抛光磨头 - Google Patents
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Abstract
一种振动抛光磨头属于光学冷加工领域中涉及的一种抛光磨头，解决了现有双转子磨头机构复杂的技术问题。本发明的振动抛光磨头包括连接件、轴承、轴承内圈压板、轴承外圈压板、轴承外座、连接螺钉和磨头体。在连接件中，和机床连接的轴径与轴承中心不在一条直线上，该偏心是磨头产生圆周振动的根源。本发明的磨头结构简单，稳定可靠，可实现小范围圆周平动的振动抛光，且该磨头可实现平面和球面元件的加工。
Description
技术领域
本发明涉及光学冷加工技术领域，尤其涉及一种振动抛光磨头。
背景技术
计算机控制非球面加工技术(CCOS)思想是由美国ltek公司在70年代初期最先提出的。它根据定量的面形检测数据，在加工过程控制模型的基础上，用计算机控制一个小磨头(直径通常小于工件直径的1/4)对光学零件进行研磨或抛光，通过控制磨头在工件表面的驻留时间及磨头与工件间的相对压力来控制材料的去除量。在CCOS过程中通常采用行星运动和平转动方式的磨头，它们都需要有两个轴，分别为公转轴和自转轴，其中自转轴围绕公转轴旋转。每个轴都有一个电机驱动并进行单独控制，当公转轴和自转轴转速相同且方向相反时，磨头运动方式为平转动，其他情况时，磨头运动方式为公自转方式。这两种方式的好处是他们的去除函数都是类高斯型，对去除很有利。但缺点是机构复杂，需要两个电机且分别控制。
发明内容
为了克服现有双转子磨头机构复杂的不足，本发明提供一种振动抛光磨头，该磨头结构简单、只需单电机驱动就能实现类似平转动的圆周振动方式。
本发明解决技术问题所采取的技术方案如下：
一种振动抛光磨头，包括连接件、轴承、轴承外圈压板、外圈压紧螺钉、轴承外座、轴承内圈压板、内圈压紧螺钉和磨头体；轴承的内圈由连接件和轴承内圈压板通过内圈压紧螺钉固定；轴承的外圈由轴承外圈压板和轴承外座通过外圈压紧螺钉固定；连接件的上部和机床连接的部分相对于磨头整体结构是偏心的。
上述连接件可以是与机床主轴相连接的各类锥柄，也可以是与其他装置相连接的接口件。连接件上部与机床连接的部分相对于磨头整体是偏心的，偏心量在0.2～20mm之间。在连接件中，和机床连接的轴径与轴承中心不在一条直线上，该偏心是装置产生圆周振动的根源。
在加工球面时，所述连接件上部与机床连接的部分相对于磨头整体有一定夹角，在偏心量一定时，该夹角由工件曲率半径决定；当曲率半径小时，该夹角大；当曲率半径大时，该夹角小。
上述轴承可以为深沟球轴承、角接触轴承或向心轴承；所述磨头体的材料可以是金属、沥青、聚四氟乙烯、聚氨酯或其他高分子材料。
本发明的有益效果是：结构简单、紧凑，稳定可靠，只需要单电机驱动，即可实现小范围圆周平动的振动抛光；另外通过调整连接件的偏心与倾角，可实现平面和不同曲率球面元件的加工。
附图说明
图1是加工平面时本发明振动抛光磨头的结构示意图。
图2是加工球面时本发明振动抛光磨头的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明做进一步详细说明。
如图1和图2所示，本发明的振动抛光磨头包括连接件1、轴承2、轴承外圈压板3、外圈压紧螺钉4、轴承外座5、轴承内圈压板6、内圈压紧螺钉7和磨头体8；轴承2的内圈由连接件1和轴承内圈压板6通过内圈压紧螺钉7固定；轴承2的外圈由轴承外圈压板3和轴承外座5通过外圈压紧螺钉4固定；连接件1的上部和机床连接的部分相对于磨头整体结构是偏心的。
实施例一：加工平面时，按图1结构实施，其中连接件1、轴承外圈压板3、轴承外座5、轴承内圈压板6的材料均为铝合金。轴承2选用深沟球轴承，轴承内圈是由连接件1和轴承内圈压板6通过内圈压紧螺钉7进行固定的，轴承外圈是由轴承外圈压板3和轴承外座5通过外圈压紧螺钉4来固定的。外圈压紧螺钉4的个数为6个，内圈压紧螺钉7为1个。连接件1上方和机床连接部分相对于磨头整体是偏心的，偏心量为2mm。磨头体8的材料为沥青，其下方工作表面开有方格形的槽。在使用时，将连接件1上方接头与机床主轴连接，控制机床使磨头缓缓下降，当磨头底部与工件表面接触且磨头与工件间有一定压力时停止，控制主轴旋转即可实现振动抛光。
实施例二：当加工球面时，按图2结构实施。连接件1上方和机床连接部分相对于磨头整体是偏心的且呈一定角度α，偏心量为2mm，角度与所加工球面的曲率半径有关，其参考值为
其中δ为偏心量，r为所加工球面的曲率半径。当加工凸球面时，磨头体8下表面呈同样曲率半径的凹形；当加工凹球面时，磨头体8下表面呈同样曲率半径的凸形。其余与实施例一相同。
Claims (5)
1.一种振动抛光磨头，其特征在于，该磨头包括连接件（1）、轴承（2）、轴承外圈压板（3）、外圈压紧螺钉（4）、轴承外座（5）、轴承内圈压板（6）、内圈压紧螺钉（7）和磨头体（8）；轴承（2）的内圈由连接件（1）和轴承内圈压板（6）通过内圈压紧螺钉（7）固定；轴承（2）的外圈由轴承外圈压板（3）和轴承外座（5）通过外圈压紧螺钉（4）固定；连接件（1）的上部和机床连接的部分相对于磨头整体结构是偏心的且呈角度α，
其中δ为偏心量，r为所加工球面的曲率半径。
2.如权利要求1所述的一种振动抛光磨头，其特征在于，所述连接件（1）上部的轴心相对于磨头整体结构的轴心的偏心量为0.2～20mm。
3.如权利要求1所述的一种振动抛光磨头，其特征在于，所述轴承（2）为深沟球轴承、角接触轴承或向心轴承。
4.如权利要求1所述的一种振动抛光磨头，其特征在于，所述磨头体（8）的材料是金属或高分子材料。
5.如权利要求4所述的一种振动抛光磨头，其特征在于，所述高分子材料是沥青、聚四氟乙烯或聚氨酯。
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