CN109129105A - 浮动抛光盘驱动机构 - Google Patents

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Abstract

一种浮动抛光盘驱动机构，主要包括驱动柄、转轴一、套筒组、转轴二、抛光盘连接杆、抛光盘锁紧筒、抛光盘盖板和抛光盘等组成，所述的套筒组上安装有两根旋转轴，两根旋转轴的轴线相交，调节抛光盘的高度使抛光面过轴线交点，可消除由于抛光摩擦力引起的抛光盘前倾的趋势，使抛光压力均匀，提高加工精度和安全性，本发明适用于高精度数控抛光和传统抛光。

Description

浮动抛光盘驱动机构
技术领域
本发明涉及光学加工，特别是一种用于光学元件抛光的浮动抛光盘驱动机构。
背景技术
在专利《一种浮动抛光头》(专利公开号CN 103203683B)中，介绍了一种浮动抛光头的结构，其结构图如图1，期望通过双球面滚动轴承结构消除倾覆力矩，获得均匀的抛光压力。但是该发明有3个主要缺陷：
1、由于采用间隙配合的拉杆传动力矩，所以该机构的抛光头是可以独立于传动轴在抛光面内做小幅度自由转动的，且所需浮动程度越大，所需的间隙也越大，自由转动的幅度也越大，并不适合于精密抛光；若拉杆不采用间隙配合，该机构的抛光头将只有一个自由度，不再是浮动机构；
2、该机构并不能消除倾覆力矩。即使在理想情况下，转动轴的轴线严格垂直于抛光面，该机构也极容易由于加工误差导致两个拉杆对下盖的拉力不均匀，从而对抛光面产生力矩，引起抛光压力不均匀。然而实际情况是，抛光中转动轴的轴线与抛光面的法线会存在较大的偏离，这种较大的偏差甚至引起两个对称分布的拉杆中只有一个在拉动下盖。由于拉杆对下盖的拉动不均，该机构将产生较大的、变化的、难以预测的倾覆力矩，违背设计意图，不适用于精密抛光；
3、该发明的上下保持架由于没有沿球面切向的限位机构，长时间工作后容易偏离到极限位置，限制下盖的浮动效果。
倾覆力矩会使小抛光盘有前倾的趋势，使抛光盘与光学元件的接触压力不均匀，所以不仅会降低加工精度，还可能导致小抛光盘前倾带来危险，所以光学加工中迫切需要一种实用的无前倾趋势的浮动抛光盘驱动机构。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述现有技术问题而提供一种浮动抛光盘驱动机构，该驱动机构消除了抛光中的倾覆力矩，抛光压力均匀性得到最大程度的提高。
本发明的技术解决方案如下：
一种浮动抛光盘驱动机构，其特点在于包括驱动柄、转轴一、套筒组、转轴二、抛光盘连接杆、抛光盘锁紧筒、抛光盘盖板和抛光盘，所述的套筒组由套筒一、套筒二和套筒连接杆组成，所述的套筒一固定连接在所述套筒连接杆的一端，所述套筒二固定连接在所述套筒连接杆的另一端，所述的抛光盘盖板由盖板柄和圆盘组成，上述元部件的位置关系如下：
所述的套筒一的轴线与所述的套筒二的轴线位于同一平面内且该两根轴线的夹角在30°到150°之间，所述的转轴一可旋转地安装在所述的套筒一内，所述的转轴二可旋转地安装在所述的套筒二内，所述的抛光盘连接杆的一端固定连接于所述的转轴二的一端，所述的抛光盘连接杆的另一端与所述的抛光盘锁紧筒固定连接，所述的抛光盘锁紧筒位于套筒一轴线和套筒二轴线的交点上方，且该抛光盘锁紧筒的轴线与所述的转轴二的轴线位于同一平面内且该两根轴线的夹角在30°到90°之间，所述的盖板柄垂直地固定连接在所述的圆盘的中心，该盖板柄可滑动地穿插入所述的抛光盘锁紧筒内，所述的抛光盘锁紧筒的筒壁上设有沿筒径向的螺纹孔，通过在该螺纹孔内旋入的螺钉锁紧所述的盖板柄，所述的抛光盘粘贴在所述的圆盘的下表面，所述的驱动柄的一端固定地连接在所述的转轴一的任一端。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明可以消除抛光过程中抛光盘的前倾趋势，使抛光压强分布均匀，提高加工精度，并使得在浮动加工中使用更小的抛光头成为现实，并且结构简单，安全可靠。
附图说明
图1为现有浮动抛光头的结构示意图；
图2为本发明浮动抛光盘驱动机构简图；
图3为本发明发明浮动抛光盘驱动机构受力分析图；
图2和图3中，1-驱动柄，2-转轴一，31-套筒一，33-套筒二，32-套筒连接杆，4-转轴二，5-抛光盘连接杆，6-抛光盘锁紧筒，71-盖板柄，72-圆盘，8-抛光盘。
具体实施方式
现结合实施例对本发明作进一步说明，但不应以此限制本发明的保护范围。
参看图2，图2为本发明浮动抛光盘驱动机构简图，由图可见，本发明浮动抛光盘驱动机构，包括驱动柄1、转轴一2、套筒组3、转轴二4、抛光盘连接杆5、抛光盘锁紧筒6、抛光盘盖板7和抛光盘8，所述的套筒组3由套筒一31、套筒二33和套筒连接杆32组成，所述的抛光盘盖板7由盖板柄71和圆盘72组成，上述元部件的位置关系如下：
所述的套筒一31固定连接在所述套筒连接杆32的一端，所述套筒二33固定连接在所述套筒连接杆32的另一端，所述的套筒一31的轴线与所述的套筒二33的轴线位于同一平面内且该两根轴线的夹角在30°到150°之间，所述的转轴一2可旋转地安装在所述的套筒一31内，所述的转轴二4可旋转地安装在所述的套筒二33内，所述的抛光盘连接杆5的一端固定连接于所述的转轴二4的一端，所述的抛光盘连接杆5的另一端与所述的抛光盘锁紧筒6固定连接，所述的抛光盘锁紧筒6位于套筒一31轴线和套筒二33轴线的交点上方，且该抛光盘锁紧筒6的轴线与所述的转轴二4的轴线位于同一平面内且该两根轴线的夹角在30°到90°之间，所述的盖板柄71垂直地固定连接在所述的圆盘72的中心，该盖板柄71可滑动地穿插入所述的抛光盘锁紧筒6内，所述的抛光盘锁紧筒6的筒壁上设有沿筒径向的螺纹孔，通过在该螺纹孔内旋入的螺钉锁紧所述的盖板柄71，所述的抛光盘8粘贴在所述的圆盘72的下表面，所述的驱动柄1的一端固定地连接在所述的转轴一2的任一端。
本发明的基本原理是：
请参见图3，图3为本发明发明浮动抛光盘驱动机构受力分析图。本发明浮动抛光盘驱动机构质量小，且抛光过程中抛光盘8移动速度不快，可以认为重力和惯性力远小于抛光压力，所以将本发明作为准静态系统进行受力分析。设抛光盘8形状为圆形，圆心为O，且圆心O与转轴一2和转轴二4的轴线交点重合，转轴一向量为转轴二向量为一般情况下可以使抛光盘平移进行工件的抛光，设抛光盘在平的工件上做平移运动，设抛光盘与工件的接触区域内任一点的摩擦系数相同且不变，则抛光盘8受到工件的正压力与抛光盘8受到的摩擦力必然过同一点，抛光盘8受到被抛光工件的合力为：
由于转轴一2和转轴二4为自由旋转轴，所以合力对两根轴的力矩均为零，有两种情况可导致这样的结果，一种情况是过两根轴线的交点，另一种情况是位于两根轴线组成的平面内。对于第二种情况，必然与两根轴线组成的平面与抛光面的交线B1B2相交，设交点为P，同时必然位于和组成的平面内，所以必然位于转轴一和转轴二组成的平面与和组成的平面的交线C1C2上，若运动方向不变，则交线C1C2与抛光面的夹角就不会变化，即与抛光面的夹角不会变化，然而此夹角一定会受摩擦系数的影响，比如在大小不变的情况下摩擦系数变大，则变大，故与抛光面的夹角变小，这与运动方向不变，与抛光面的夹角就不变相矛盾，所以第二种情况不存在，只有第一种情况成立，即过转轴一2和转轴二4两根轴线的交点，即过O点，由于O为抛光盘8的中心，所以抛光压强均匀分布，抛光盘没有前倾的趋势。
需要说明的是，本实施方式仅是对权利要求方案的一种优选实施方式，实现同等功能可以有许多种不同的机械结构，本权利要求未一一列出，如抛光盘锁紧筒6与盖板柄71的可调节可锁紧连接方式，可以用开口筒抱紧的方式替代，也可以用螺纹孔配合长条通孔的方式替代；再如转轴一2可旋转的安装在套筒一31内，权利要求中的结构为转轴一2与驱动柄1固定连接，套筒一31通过套筒连接杆32与套筒二33固定连接，其实还可以更换为套筒一31与驱动柄1固定连接，转轴一2通过套筒连接杆32与套筒33固定连接，这两种结构可实现的功能完全相同；类似的，转轴二4与套筒二33也可以相互转换。这些都是机械加工相关领域一般技术人员无须进行创造性劳动即可完成改变的，对于这些情况，即直接受本权利要求启发所进行的若干细小的、非创造性的改变，应当认为落入了本权利要求的保护范围内。另外，由于光学加工中磨砂工艺和抛光工艺几乎具有相同的形式，所以本发明同样适用于磨砂工艺中驱动磨砂盘的结构，对于使用与本权利要求中相同或无创造性改变的结构进行磨砂加工的，也应认为落入了本权利要求保护的范围内。

Claims (1)

1.一种浮动抛光盘驱动机构，其特征在于包括驱动柄(1)、转轴一(2)、套筒组(3)、转轴二(4)、抛光盘连接杆(5)、抛光盘锁紧筒(6)、抛光盘盖板(7)和抛光盘(8)，所述的套筒组(3)由套筒一(31)、套筒二(33)和套筒连接杆(32)组成，所述的抛光盘盖板(7)由盖板柄(71)和圆盘(72)组成，上述元部件的位置关系如下：
所述的套筒一(31)固定连接在所述套筒连接杆(32)的一端，所述套筒二(33)固定连接在所述套筒连接杆(32)的另一端，所述的套筒一(31)的轴线与所述的套筒二(33)的轴线位于同一平面内且该两根轴线的夹角在30°到150°之间，所述的转轴一(2)可旋转地安装在所述的套筒一(31)内，所述的转轴二(4)可旋转地安装在所述的套筒二(33)内，所述的抛光盘连接杆(5)的一端固定连接于所述的转轴二(4)的一端，所述的抛光盘连接杆(5)的另一端与所述的抛光盘锁紧筒(6)固定连接，所述的抛光盘锁紧筒(6)位于套筒一(31)轴线和套筒二(33)轴线的交点上方，且该抛光盘锁紧筒(6)的轴线与所述的转轴二(4)的轴线位于同一平面内且该两根轴线的夹角在30°到90°之间，所述的盖板柄(71)为一杆状结构且垂直固定连接在所述的圆盘(72)的中心上，该盖板柄(71)可滑动地穿插入所述的抛光盘锁紧筒(6)内，所述的抛光盘锁紧筒(6)的筒壁上设有沿筒径向的螺纹孔，通过在该螺纹孔内旋入的螺钉锁紧所述的盖板柄(71)，所述的抛光盘(8)粘贴在所述的圆盘(72)的下表面，所述的驱动柄(1)的一端固定地连接在所述的转轴一(2)的任一端。
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