CN105364690B - 紧凑型气囊抛光进动机构 - Google Patents

Abstract

紧凑型气囊抛光进动机构，涉及气囊抛光。设有水平轴、圆弧齿条、水平轴电机、齿轮、摆臂、垂直轴电机、垂直轴、端盖、主轴箱、主轴箱摆臂、气囊工具、主轴电机、联轴器和轴承；所述摆臂竖直安装，垂直轴电机竖直安装于摆臂顶部，控制摆臂旋转，主轴箱嵌套安装于摆臂内部，主轴箱摆臂通过水平轴与摆臂下端连接，圆弧齿条安装于主轴箱左侧，水平轴电机垂直固定于摆臂左侧，安装于水平轴电机的电机轴端的齿轮与圆弧齿条啮合；主轴电机为中空结构，主轴电机安装于主轴箱内部，气囊工具位于主轴箱底部，气囊工具通过联轴器与主轴电机的主轴相连。采用轮胎结构，充气简单，能脱离气压源，减少了机床配套装置，简化了机床主轴结构。

Description

紧凑型气囊抛光进动机构

技术领域

本发明涉及气囊抛光，尤其是涉及一种紧凑型气囊抛光进动机构。

背景技术

随着工业技术的发展，工程上对光学元件的表面精度要求越来越高，已达到微纳米级别。目前，对光学元件的精加工主要采用研磨抛光的方式，在众多的抛光方式中，气囊抛光不仅可以保证抛光头与被抛光工件表面吻合性好，并且具有较高的抛光效率，因此应用非常广泛。

气囊抛光多采用进动抛光的方式，其可在工件表面形成杂乱无章的表面纹理，得到良好的表面质量。进动机构是进行进动式抛光必须的机构，目前加工中所使用的进动机构如本申请人的专利CN201210568640.3所公开的一种精密气囊抛光工具系统，其整体为等腰直角三角形形式，这种结构占用空间广，质量大，使得机床的整体结构较大，进动机构的刚度也较低，在气囊下压的过程中摆臂容易发生形变，影响加工质量。同时，气囊工具需连接充气装置，实时保持气囊内部气压，为保证气囊的气密性，机床主轴结构较为复杂，加工时需配套安装气压装置，成本高。

因此，需要设计小尺寸的进动机构，以减小气囊抛光机床的整体尺寸，提高加工精度。同时，独立充气式的气囊工具也能够简化主轴结构，减少机床配套装置。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术存在的上述问题，提供结构紧凑、占用空间小、独立充气、结构简单的紧凑型气囊抛光进动机构。

本发明设有水平轴、圆弧齿条、水平轴电机、齿轮、摆臂、垂直轴电机、垂直轴、端盖、主轴箱、主轴箱摆臂、气囊工具、主轴电机、联轴器和轴承；

所述摆臂竖直安装，垂直轴电机竖直安装于摆臂顶部，控制摆臂旋转，主轴箱嵌套安装于摆臂内部，主轴箱摆臂通过水平轴与摆臂下端连接，圆弧齿条安装于主轴箱左侧，水平轴电机垂直固定于摆臂左侧，安装于水平轴电机的电机轴端的齿轮与圆弧齿条啮合；主轴电机为中空结构，主轴电机安装于主轴箱内部，气囊工具位于主轴箱底部，气囊工具通过联轴器与主轴电机的主轴相连。

所述气囊工具为半球形，气囊工具设有刀柄、气门嘴、环形钢丝圈、橡胶、钢丝带、气密层、抛光垫和气压监测装置；气囊工具的气囊部分为四层嵌套结构，从外到内分别为抛光垫、橡胶、钢丝带、气密层，气囊部分的收束端安装环形钢丝圈，气囊部分采用车胎嵌套方式进行安装。安装时，将收束端嵌入刀柄内，由于环形钢丝圈的弹性作用，气囊部分会紧贴在刀柄内侧，气囊工具充气后会进一步增加气囊部分与刀柄的接触力。气压监测装置安装于刀柄内侧，用于监测气囊工具内部气压。

所述水平轴与垂直轴、主轴垂直，并相交于气囊工具球心。所述圆弧齿条与水平轴同轴。

所述气囊工具采用独立充气方式，即通过气门嘴向气囊工具内部充入气体至设定的压力后，即与气压源断开。

所述水平轴与垂直轴、主轴垂直，并相交于气囊工具球心。

与现有技术比较，本发明的有益效果如下：

本发明将现有机构的两个摆臂结合在一起，形成一个摆臂，简化了进动机构的整体结构，增大了结构刚度。同时，采用嵌入式结构设计方式，将主轴系统嵌入摆臂的空腔内，大大节省了机构的占用空间。所设计的气囊工具采用轮胎结构，充气简单，能脱离气压源，减少了机床配套装置，简化了机床主轴结构。

附图说明

图1为本发明实施例的整体结构示意图。

图2为本发明实施例的气囊工具结构示意图。

具体实施方式

如图1和2所示，本发明实施例设有水平轴1、圆弧齿条2、水平轴电机3、齿轮4、摆臂5、垂直轴电机6、垂直轴7、端盖8、主轴箱9、主轴箱摆臂10、气囊工具11、主轴电机、联轴器和轴承。

所述摆臂5竖直安装，垂直轴电机6竖直安装于摆臂5顶部，控制摆臂5旋转，主轴箱9嵌套安装于摆臂5内部，主轴箱摆臂10通过水平轴1与摆臂5下端连接，圆弧齿条2安装于主轴箱9左侧，水平轴电机3垂直固定于摆臂5左侧，安装于水平轴电机3的电机轴端的齿轮4与圆弧齿条2啮合；主轴电机为中空结构，主轴电机安装于主轴箱9内部，气囊工具11位于主轴箱9底部，气囊工具11通过联轴器与主轴电机的主轴相连。

所述气囊工具11为半球形，气囊工具11设有刀柄12、气门嘴13、环形钢丝圈14、橡胶15、钢丝带16、气密层17、抛光垫18和气压监测装置19；气囊工具11的气囊部分为四层嵌套结构，从外到内分别为抛光垫18、橡胶15、钢丝带16、气密层17，气囊部分的收束端安装环形钢丝圈14，气囊部分采用车胎嵌套方式进行安装。安装时，将收束端嵌入刀柄12内，由于环形钢丝圈14的弹性作用，气囊部分会紧贴在刀柄12内侧，气囊工具11充气后会进一步增加气囊部分与刀柄12的接触力。气压监测装置19安装于刀柄12内侧，用于监测气囊工具11内部气压。

所述水平轴1与垂直轴7、主轴垂直，并相交于气囊工具11球心。所述圆弧齿条2与水平轴1同轴。

所述气囊工具11采用独立充气方式，即通过气门嘴向气囊工具内部充入气体至设定的压力后，即与气压源断开。

所述水平轴1与垂直轴7、主轴垂直，并相交于气囊工具11球心。

以下结合进动抛光过程给出本实施例的工作原理：

在实施例工作时，向气囊工具11内部充气至设定压力。将刀柄12与主轴联轴器连接，将气囊工具11安装在主轴上。将垂直轴7及水平轴1回零，根据抛光工艺参数要求，选择合适的抛光进动角ρ，通过控制算法计算出垂直轴7和水平轴1需转动的角度α、β。运转垂直轴电机6带动摆臂5绕垂直轴7转动到指定角度α，运转水平轴电机3，带动齿轮4旋转，通过圆弧齿条2传动，使主轴绕水平轴1转动到指定角度β，形成抛光进动角ρ。进行对刀操作，转动主轴，运行加工程序对工件进行抛光。

Claims (3)

1.紧凑型气囊抛光进动机构，其特征在于设有水平轴、圆弧齿条、水平轴电机、齿轮、摆臂、垂直轴电机、垂直轴、端盖、主轴箱、主轴箱摆臂、气囊工具、主轴电机、联轴器和轴承；

所述摆臂竖直安装，垂直轴电机竖直安装于摆臂顶部，控制摆臂旋转，主轴箱嵌套安装于摆臂内部，主轴箱摆臂通过水平轴与摆臂下端连接，圆弧齿条安装于主轴箱左侧，水平轴电机垂直固定于摆臂左侧，安装于水平轴电机的电机轴端的齿轮与圆弧齿条啮合；主轴电机为中空结构，主轴电机安装于主轴箱内部，气囊工具位于主轴箱底部，气囊工具通过联轴器与主轴电机的主轴相连；

所述气囊工具为半球形，气囊工具设有刀柄、气门嘴、环形钢丝圈、橡胶、钢丝带、气密层、抛光垫和气压监测装置；气囊工具的气囊部分为四层嵌套结构，从外到内分别为抛光垫、橡胶、钢丝带、气密层，气囊部分的收束端安装环形钢丝圈，气囊部分采用车胎嵌套方式安装，将收束端嵌入刀柄内，气囊部分紧贴在刀柄内侧，气压监测装置安装于刀柄内侧，用于监测气囊工具内部气压。

2.如权利要求1所述紧凑型气囊抛光进动机构，其特征在于所述水平轴与垂直轴、主轴垂直，并相交于气囊工具球心。

3.如权利要求1所述紧凑型气囊抛光进动机构，其特征在于所述圆弧齿条与水平轴同轴。