CN105729269B - 一种抛光机用调速调压压头 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种新型的抛光机用调压调速压头。从抛光过程的自转转速和抛光压力两方面考量，设计了一种调压调速压头，实现了抛光过程的压力和转速可调，并对机床振动有一定的缓冲效果。该压头可以方便的利用一个转接头安装在现有抛光机上工作，将不可控的工件自转转化为一个可以自由调节的工艺参数，并能实现对抛光压力的自由调节。该发明有利于摸索光学抛光过程的规律参数，有助于开展确定性抛光工作；并能有效改善抛光去除率函数曲线，对抛光的精度和效率有显著贡献。

Description

一种抛光机用调速调压压头

技术领域

本发明属于光学加工设备领域，特别涉及传统抛光机(如，单轴机、两轴机等)的抛光压头。

背景技术

目前，传统的研磨抛光设备多是采用单轴机、两轴机以及多轴机等。这类设备主要由三部分组成：旋转主轴、摆架机构和压头。其中，压头几乎都是一杆状零件；与工件的接触部分通常加工成球头，以适应抛光工件的角度变化，并能保持工件在抛光过程中自由旋转。抛光中，与压头接触的工件在主轴旋转、摆臂摆动以及摩擦力的作用下自发旋转。但该旋转的转速不可控，不利于开展确定性抛光；而且，工件在一个摆动周期中，自转几乎无法保持匀速(一般而言，最小转速发生在在摆幅的两极限位置)，不利于控制抛光面形。另外，压头与工件间的球头连接方式，对机床振动(尤其是摆臂转动副间隙导致的振动)没有任何缓冲作用，不利于抛光的平稳进行，严重了会导致抛光胶盘的破碎，甚至引发加工事故。而且，在传统设备中，抛光压力一般通过气压或配重的方式调节；但都无法有效抵消压杆和摆架机构的自重，更难以实现微重力抛光。抛光过程中机床的振动，尤其是用久的机床磨损间隙产生的振动，也会影响抛光。

发明内容

为改善传统抛光设备的加工质量，本发明从抛光过程的自转转速和抛光压力两方面考量，设计了一种调压调速压头，实现了抛光过程的压力和转速可控并对机床振动有一定缓冲效果。针对传统研磨抛光设备的特点，经过简单的转接就能在现行设备上快速实现安装升级。

本发明所采用的技术方案是：首先设计一个固定套筒，在其内部，驱动电机、双万向节联轴器、鱼眼轴承、压力弹簧和压头连接器顺序连接。电机的转速可调，压头能够给工件提供确定旋转速度的自转。通过调节滑动旋钮改变固定套筒与鱼眼轴承的相对位置后，借助双压力弹簧装置实现抛光压力的调节，既可以对工件增压，也可以减压；双压力弹簧装置同时又能对抛光过程的振动起到缓冲作用。双万向节和鱼眼轴承能够自适应抛光工件的角度变化，同时将驱动扭矩和转速传递于工件。

本发明包括固定套筒，固定套筒为二端开口的中空筒状结构，在固定套筒的上开口端设有驱动电机，驱动电机的输出轴伸入固定套筒内，一双万向节联轴器和一鱼眼轴承置于固定套筒内，双万向节联轴器上端与驱动电机的输出轴固接；在固定套筒的下开口端设有压头连接器，压头连接器包括一上端密闭、下端开口的带内螺纹的螺帽，于螺帽密闭端中部设有通孔；一连杆的下端从通孔伸入螺帽内，处于螺帽的连杆下端沿径向设有环形凸台，连杆的上端从固定套筒的下开口端伸入固定套筒内、并与双万向节联轴器下端连接，鱼眼轴承穿套于连杆上；于连杆上穿套有一对压力弹簧，鱼眼轴承处于二个压力弹簧之间。

一带有通孔的支撑板穿套于固定套筒上，于固定套筒外壁面上轴向设有一凹槽，于支撑板的通孔内径向设有一突起，突起伸入凹槽内，固定套筒外壁面上设有外螺纹，固定套筒外壁面上螺合二个带内螺纹的螺母，支撑板处于二个螺母之间，在支撑板下表面与螺母之间设有一滑动轴承，在支撑板上表面的螺母上方设有一压环，支撑板上固接到抛光机摆架上。

本发明的有益效果是：

1)与传统研磨抛光设备相比，本发明在压头结构中集成了弹性环节。一方面增加了抛光过程的稳定性，另一方面又能够将抛光压力自由调节。

2)与传统研磨抛光设备相比，本发明在运行过程中压杆连接的抛光模(或镜子)不再是完全受摩擦力控制的自由旋转，而是由电机控制的确定转速旋转。一方面，这更加有利于开展确定性的抛光研究和加工操作；另一方面，这增加了一个可调节的工艺参数，有利于对镜面面形施加更加有效的控制。

3)与传统研磨抛光设备相比，通过调节合适的抛光压力和选择相匹配的自转速度，本发明能够更加快速的对镜面面形进行抛光和修复，能有助于避免传统加工中的塌边、翘边以及低芯、高芯等缺陷。由于自转转速和抛光压力成为了一种定量可控的工艺参数，有助于开展确定性抛光工作。

4)本发明可替代几乎所有摆式抛光设备中的传统压头，在增加了调速调压功能的基础上，不破坏原有机床的任何功能，简单实用。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明一个实施例的安装结构图。图中1.调压调速压头组件，2.转接器， 3.摆架，4.摆架转动副，5.转接器固定板，6.滑动旋钮。

图2是传统压头的安装结构图。图中7.传统压杆，3.摆架。

图3是本发明一个实施例的剖面构造图。图中8.驱动电机，9.固定套筒，10.双万向节，6.滑动旋钮，5.转接器固定板，11.双压力弹簧装置，12.鱼眼轴承，13.压头连接器。

具体实施方式

以下将以附图为例，阐述本发明的内涵。本领域技术人员在本发明的基础上进行的任何非实质性改进和润色美化，均在本发明的范畴之内。

如图3所示的实施例，驱动电机8、双万向节10经过鱼眼轴承12与压头连接器13在固定套筒9中串联连接。驱动电机8可以采用步进电机或者伺服电机等，变速技术采用比较成熟的控制算法即可。双万向节10与鱼眼轴承12用以自适应压头连接器13抛光的角度变化。压头连接器13的压力通过鱼眼轴承12上下两端的双压力弹簧装置11调节；压头连接器13的转速通过驱动电机的变速实现。

如图1所示的是图3实施例的装配示意。调压调速压头组件1固定到转接器固定板5上，然后，转接器2将转接器固定板5连同调压调速压头组件1一起固定于传统抛光设备的摆架3。此时，抛光机的压头已经具备了调速功能。要实现压头的调压功能，需要将摆头的转动副4锁死，然后调节滑动旋钮6。

Claims (8)

1.一种调压调速压头，包括固定套筒，其特征是：固定套筒为二端开口的中空筒状结构，在固定套筒的上开口端设有驱动电机，驱动电机的输出轴伸入固定套筒内，一双万向节联轴器和一鱼眼轴承置于固定套筒内，双万向节联轴器上端与驱动电机的输出轴固接；在固定套筒的下开口端设有压头连接器，压头连接器包括一上端密闭、下端开口的带内螺纹的螺帽，于螺帽密闭端中部设有通孔；一连杆的下端从通孔伸入螺帽内，处于螺帽的连杆下端沿径向设有环形凸台，连杆的上端从固定套筒的下开口端伸入固定套筒内、并与双万向节联轴器下端连接，鱼眼轴承穿套于连杆上；于连杆上穿套有一对压力弹簧，鱼眼轴承处于二个压力弹簧之间。

2.根据权利要求1所述的调压调速压头，其特征是：于固定套筒的下开口端设有内螺纹，于固定套筒的下开口端螺合有二端开口的带外螺纹的圆形端盖，圆形端盖将鱼眼轴承和压力弹簧挡在固定套筒内。

3.根据权利要求1所述的调压调速压头，其特征是：压头具有驱动电机，电机转速可调，压头能够给工件提供确定旋转速度的自转；压力弹簧可调节抛光压力，并对抛光过程的振动起到缓冲作用；双万向节联轴器和鱼眼轴承能够自适应抛光工件的角度变化。

4.根据权利要求1所述的调压调速压头，其特征是：压头连接器下端螺帽与抛光模连接，抛光模的抛光压力可以自由调节。

5.根据权利要求1所述的调压调速压头，其特征是：压头在可调压调速的基础上，压头连接器能够自动适应抛光过程中的角度变化。

6.根据权利要求1所述的调压调速压头，其特征是：一带有通孔的支撑板穿套于固定套筒上，于固定套筒外壁面上轴向设有一凹槽，于支撑板的通孔内径向设有一突起，突起伸入凹槽内，固定套筒外壁面上设有外螺纹，固定套筒外壁面上螺合二个带内螺纹的螺母，支撑板处于二个螺母之间，在支撑板下表面与螺母之间设有一滑动轴承，在支撑板上表面的螺母上方设有一压环，支撑板上固接到抛光机摆架上。

7.根据权利要求6所述的调压调速压头，其特征是：支撑板作为转接器，使调压调速压头替代传统的抛光机压头。

8.根据权利要求1或6所述的调压调速压头，其特征是：配备调压调速压头的抛光机，抛光的自转速度和抛光压力可调可控，能够实现面形的快速调节。