CN113910053B - 一种轮带式抛光装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供有一种轮带式抛光装置，属于光学冷加工及超精密加工领域。该装置包括轮带式抛光装置本体和与所述轮带式抛光装置本体连接的第二驱动装置，所述第二驱动装置可驱动所述轮带式抛光装置本体绕第一轴线方向转动，所述第一轴线与所述主动轮和从动轮的旋转轴线垂直、且所述第一轴线垂直穿过所述抛光带磨抛时产生的磨抛区域中心点。实现抛光带既可以自转，也可以同时公转，增加了抛光带的旋转维度，可广泛的用于镜片等精密产品的磨抛，使得磨抛区域更加均匀和对称，尤其可以实现磨抛后期对材料去除的精确控制，提高了磨抛产品的精度和质量，具有结构简单、操作便捷的特点。

Description

一种轮带式抛光装置

技术领域

本发明属于光学冷加工及超精密加工领域，具体涉及一种轮带式抛光装置。

背景技术

随着光电系统的不断发展，光学系统中深矢高非球面的应用越来越广泛。由于此类非球面深度大、梯度大，如小工具抛光、磁流变抛光、离子束抛光、气囊抛光等常用的非球面抛光方法很难覆盖此类零件，尤其是针对深矢高凹非球面的加工时，受工具尺寸限制，这些加工方式的抛光工具无法深入到凹面底部，导致无法完成加工。基于上述原因，美国Optipro公司提出了应用轮带磨抛的方法加工此类零件，并开发了相应的设备和磨抛装置，进行了工艺研究。专利CN102814715A公开了一种高陡度零件内外表面和自由曲面用轮带抛光装置及机床，用于高陡度曲面和自由曲面的加工需求。专利CN110238729A公开了一种可控压力的悬臂轮带抛光装置及抛光方法，同样用于精密光学领域复杂光学表面的抛光。上述三种轮带抛光方法在加工过程中均采用抛光带自转的方式，即抛光带由支撑轮带动旋转形成自转，实现了对深矢高非球面的磨抛。但是通过实验表明，仅采用自转形式产生的磨抛区域为一椭圆形，而且随着转速和压力的调整，始终是中心区域磨抛力大，边缘区域磨抛力小，导致磨抛材料去除不均匀，不利于后期材料“确定性”去除的有效控制。所以迫切需要设计一种能够产生磨抛区域更加对称、磨抛力更加均匀的轮带式磨抛机。

发明内容

鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，本申请旨在提供一种轮带式抛光装置，相较于现有技术而言，该装置能够对产品进行更加均匀的磨抛作业，从而提高产品的磨抛质量。

一种轮带式抛光装置，包括轮带式抛光装置本体，所述轮带式抛光装置本体包括：

第一架体，安装于所述第一架体的主动轮、从动轮及第一驱动装置，其中，所述主动轮和所述从动轮的旋转轴线相互平行，所述第一驱动装置与所述主动轮传动连接；

抛光带，所述抛光带缠绕于所述主动轮和从动轮外侧、且于所述从动轮远离所述主动轮的一侧形成磨抛区域；

还包括：第二架体，所述第二架体可绕第一轴线旋转地装配于所述第一架体，其中，所述第一轴线与所述主动轮和从动轮的旋转轴线垂直、且所述第一轴线垂直穿过所述抛光带磨抛时产生的磨抛区域中心点；安装于所述第二架体的第二驱动装置，所述第二驱动装置与所述第一架体传动连接，以驱动所述第一架体与所述第二架体之间绕第一轴线相对动作。

根据本申请实施例提供的技术方案，所述第一架体包括第一壳体，所述第一驱动装置为气动驱动装置且位于所述第一壳体内部。

根据本申请实施例提供的技术方案，还包括穿过所述第二驱动装置及所述第一壳体、且用于连通外部气源和所述第一驱动装置进气端的第一通道。

根据本申请实施例提供的技术方案，所述第二驱动装置包括转动部和穿过并套设在所述转动部外侧的固定部；沿所述第一轴线方向设有穿过所述第二架体、且与所述第二架体可转动连接的转动组件一；所述转动部套设并固定在所述转动组件一外侧；所述固定部与所述第二架体连接；所述第一壳体顶部与所述转动组件一底部连接。

根据本申请实施例提供的技术方案，所述第一通道包括贯穿所述转动组件一的第二通道、连接所述第二通道和所述第一驱动装置进气端的第三通道。

根据本申请实施例提供的技术方案，所述第一驱动装置的出气端与所述第一壳体的内部腔体连通。

根据本申请实施例提供的技术方案，所述第一壳体内部沿平行于所述第一轴线的方向设有用于支撑所述第一驱动装置的弹性组件。

根据本申请实施例提供的技术方案，所述轮带式抛光装置本体上设有与所述从动轮连接且起支撑作用的滚轮支架；所述第一壳体的底部设有可供所述滚轮支架和所述抛光带穿过的中心通孔，且所述滚轮支架和所述抛光带与所述中心通孔壁之间有供气体流出的间隙。

根据本申请实施例提供的技术方案，所述弹性组件包括与所述第一壳体内壁固定连接的第二支撑结构、位于所述第一驱动装置和所述第二支撑结构之间的第一弹性体、与所述滚轮支架连接的第三支撑结构以及位于所述第二支撑结构和所述第三支撑结构之间的第二弹性体。

根据本申请实施例提供的技术方案，所述第二通道与所述第三通道通过中间管连通，所述中间管的一端活动穿过所述第一壳体并与所述第三通道相连通，另一端活动插接在所述第二通道内。

综上，本申请公开有一种轮带式抛光装置。基于上述方案产生的有益效果是：轮带式抛光装置包括轮带式抛光装置本体、第二架体和安装于第二架体的第二驱动装置；轮带式抛光装置本体包括：第一架体，安装于第一架体的主动轮、从动轮、第一驱动装置以及抛光带，其中，主动轮和从动轮的旋转轴线相互平行，第一驱动装置与主动轮传动连接；抛光带缠绕于主动轮和从动轮外侧、且于从动轮远离主动轮的一侧形成磨抛区域；第二架体可绕第一轴线旋转地装配于第一架体，其中，第一轴线与主动轮和从动轮的旋转轴线垂直、且第一轴线垂直穿过抛光带磨抛时产生的磨抛区域中心点；第二驱动装置与第一架体传动连接，以驱动第一架体与第二架体之间绕第一轴线相对动作。在使用时，接通气源后第一驱动装置可驱动主动轮转动，从而带动抛光带绕主动轮和从动轮的旋转轴线转动，接通电源后第二驱动装置可驱动轮带式抛光装置本体绕与主动轮和从动轮的旋转轴线垂直且穿过抛光带磨抛时产生的磨抛区域中心点的第一轴线转动，实现抛光带绕主动轮和从动轮的旋转轴线自转的同时也可以绕第一轴线进行公转，从而控制抛光带产生的磨抛区域更加均匀对称、磨抛力也更加均匀，提高了产品的磨抛质量和精度。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显。

图1所示为一种轮带式抛光装置侧面剖面结构示意图。

图2所示为一种轮带式抛光装置正面剖面结构示意图。

图中：1、抛光带；2、主动轮；3、从动轮；4、第一驱动装置；5、第二驱动装置；6、第一壳体；7、转动组件一；8、第一支撑结构；9、支撑杆；10、中间管；11、第三支撑结构；12、滚轮支架；13、第一弹性体；14、第二支撑结构；15、第二弹性体；16、第二架体；17、转动组件二；18、挡圈；19、滑槽；20、转动组件三。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与发明相关的部分，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在一优选实施例中，请参考图1、图2所示的一种轮带式抛光装置的具体结构。

所示的一种轮带式抛光装置，

包括：轮带式抛光装置本体，所述轮带式抛光装置本体包括：第一架体，安装于所述第一架体的主动轮2、从动轮3及第一驱动装置4，其中，所述主动轮2和所述从动轮3的旋转轴线相互平行，所述第一驱动装置4与所述主动轮2传动连接；抛光带1，所述抛光带1缠绕于所述主动轮2和从动轮3外侧、且于所述从动轮3远离所述主动轮2的一侧形成磨抛区域；

还包括：

第二架体16，所述第二架体16可绕第一轴线旋转地装配于所述第一架体，其中，所述第一轴线与所述主动轮2和所述从动轮3的旋转轴线垂直、且所述第一轴线垂直穿过所述抛光带1磨抛时产生的磨抛区域中心点；

安装于所述第二架体16的第二驱动装置5，所述第二驱动装置5与所述第一架体传动连接，以驱动所述第一架体与所述第二架体16之间绕第一轴线相对动作。

具体的，在本实施例中，所述主动轮2和所述从动轮3为规则的圆形轮，被磨抛产品初始接触抛光带1时，磨抛区域与抛光带1充分接触且垂直于所述主动轮2轴线和所述从动轮3轴线所在的的平面，所述第一驱动装置4驱动所述主动轮2转动，从而带动所述抛光带1绕所述主动轮2和所述从动轮3的旋转轴线转动，所述第二驱动装置5可以是电机，接通电源后，所述第二驱动装置5带动所述轮带式抛光装置本体绕与所述主动轮2和所述从动轮3的旋转轴垂直且穿过所述抛光带1磨抛时产生的磨抛区域中心点的第一轴线转动，实现所述抛光带1在绕所述主动轮2和所述从动轮3的旋转轴线自转的同时也可以绕第一轴线进行公转。

更进一步的，在本实施例中，所述第一架体包括第一壳体6，所述第一驱动装置4为气动驱动装置且位于所述第一壳体6内部。具体的，所述第一壳体6为可拆装式圆筒形结构，且其轴线与所述第一轴线重合，既方便加工制造和安装，也便于内部出现故障时进行拆卸维修，而且所述第一壳体6可为所述第一驱动装置4提供支撑，并为操作人员提供保护作用，避免操作人员在磨抛过程中受伤。所述第一驱动装置4为气动马达，采用气体作为驱动能源。采用气体驱动可以方便和充分利用抛光装置内部结构进行通道设计，而且结构简单，避免采用其它能源(如电能等)时带来的诸多限制。为了进一步减小所述第一壳体6的设计尺寸，需要避免所述第一驱动装置4与所述第一壳体6内壁干涉，故在所述第一壳体6内壁沿平行于所述第一轴线方向开设滑槽19，所述第一驱动装置4的凸出部分可在滑槽19内上下移动，如此就减小了所述第一壳体6的外径尺寸，降低了所述第一壳体6的质量，从而既可以降低所述轮带式抛光装置本体转动时产生的惯性，也进一步提高了所述轮带式抛光装置本体的绕所述第一轴线方向的转速上限。

更进一步的，在本实施例中，所述第二驱动装置5包括转动部和穿过并套设在所述转动部外侧的固定部；沿所述第一轴线方向设有穿过所述第二架体16、且与所述第二架体16可转动连接的转动组件一7；所述转动部套设并固定在所述转动组件一7外侧；所述固定部与所述第二架体16连接；所述第一壳体6顶部与所述转动组件一7底部连接。具体的，所述第二架体16内部还包括与所述转动组件一7可转动连接的转动组件二17和转动组件三20。所述第二架体16为圆筒形且可以为第二驱动装置5提供支撑和保护作用，所述转动组件二17和所述转动组件三20为轴承，可以降低所述转动组件一7的摩擦系数，提高旋转控制精度。所述第二驱动装置5可以为电机。图2中挡圈18与所述第二架体16连接，可起到固定和限制所述转动组件二17的作用。所述第二架体16上设有可以将抛光装置固定在机床或其它承载物上的连接结构，在接通电源后，所述转动部开始转动并带动所述转动组件一7转动，进而带动所述轮带式抛光装置本体转动。

更进一步的，在本实施例中，所述轮带式抛光装置还包括穿过所述第二驱动装置5及所述第一壳体6、且用于连通外部气源和所述第一驱动装置4进气端的第一通道；所述第一通道包括贯穿所述转动组件一7的第二通道及连接所述第二通道和所述第一驱动装置4进气端的第三通道。具体的，所述第三通道位于所述第一支撑结构8内部，外部气体可以从所述第二通道和所述第三通道，经所述第一驱动装置4进气端进入所述第一驱动装置4内部驱动所述第一驱动装置4转动，从而驱动所述主动轮2转动，带动所述抛光带1绕所述主动轮2和所述从动轮3的旋转轴线自转。

更进一步的，在本实施例中，所述第一驱动装置4的出气端与所述第一壳体6的内部腔体连通。具体的，用于驱动第一驱动装置4的气体可排入第一壳体6内部，以便可以进一步利用排出的气体。

更进一步的，在本实施例中，所述第一壳体6内部沿平行于所述第一轴线的方向设有用于支撑所述第一驱动装置4的弹性组件。具体的，采用所述弹性组件支撑所述第一驱动装置4，可防止所述第一驱动装置4因自身重力下降导致抛光带1过度松弛甚至脱落，也可在磨抛作业时提供向下的反弹力，使抛光带1保持张紧的状态，进一步提高缓冲效果，保护抛光产品。在本实施例中，所述第一壳体6内部还包括与所述第一轴线方向平行且与所述第一壳体6上下内壁连接的支撑杆9和与所述支撑杆9下部滑动连接的第三支撑结构11，所述第三支撑结构11为滑块，可沿所述支撑杆9上下滑动；所述弹性组件套设在所述支撑杆9上。

更进一步的，在本实施例中，所述轮带式抛光装置本体设有与所述从动轮3连接且起支撑作用的滚轮支架12；所述第一壳体6的底部设有可供所述滚轮支架12和所述抛光带1穿过的中心通孔，所述滚轮支架12和所述抛光带1与所述中心通孔壁之间有供气体流出的间隙。具体的，所述滚轮支架12另一端与所述第三支撑结构11固定连接。当气体从所述第一驱动装置4排出后，进入并逐渐充满所述第一壳体6，当第一壳体6内部气压达到一定程度后，气体将从所述第一壳体6底部的间隙排出，当气体的流速达到一定速度后，将对抛光带1产生一定的冷却降温的作用，而且可以同时去除抛光带1上的部分残留抛光介质，提高磨抛作业质量。

更进一步的，在本实施例中，所述第一驱动装置4安装在所述第一支撑结构8上，所述第一支撑结构8为套设在所述支撑杆9上的架体结构；所述弹性组件包括与所述第一壳体6内壁固定连接的第二支撑结构14、位于所述第一支撑结构8和所述第二支撑结构14之间的第一弹性体13、与所述滚轮支架12连接的第三支撑结构11以及位于所述第二支撑结构14和所述第三支撑结构11之间的第二弹性体15。具体的，所述第一弹性体13和所述第二弹性体15均为柱式弹簧，所述第一弹性体13在所述第一驱动装置4重力压缩下，提供向上的反弹力，防止所述第一驱动装置4因自身重力下降导致抛光带1过度松弛甚至脱落，所述第二弹性体15在与抛光产品接触时会提供向下的反弹力，使抛光带1始终保持张紧的状态，采用所述第一弹性体13和所述第二弹性体15多级缓冲设计，可以进一步提高磨抛作业时的缓冲效果，保护抛光产品。

更进一步的，所述第二通道与所述第三通道通过中间管10连通，所述中间管10的一端活动穿过所述第一壳体6并与所述第三通道相连通，另一端活动插接在所述第二通道内。具体的，采用所述中间管10连接所述第二通道和所述第三通道，可以方便的实现所述转动组件一7与所述第一支撑结构8连接和密封。在本实施例中，所述第二通道内还设有限位台阶，便于限制所述中间管10上下移动范围，从而限制所述第一驱动装置4上下移动范围。所述中间管10与所述第一壳体6之间设有密封圈，保证第一壳体6内部的相对密封性，从而引导所述第一驱动装置4排出的气体只能从第一壳体6底部的间隙排出。所述密封圈可以拆卸，便于更换维修。

综合以上技术方案，在使用时，可通过所述第二架体16上的连接结构将整个抛光装置安装固定在机床或其它支撑物上，做好磨抛作业其它准备后，即可开始操控抛光装置自转和公转开关。接通气源后，气体即通过所述第二通道、所述第三通道，经所述第一驱动装置4进气端进入所述第一驱动装置4内部驱动所述第一驱动装置4转动，从而驱动所述主动轮2转动，带动所述抛光带1绕所述主动轮2和所述从动轮3的旋转轴线自转。在接通电源后，所述第二驱动装置5转动部开始转动，带动所述转动组件一7转动，从而带动轮带式抛光装置本体绕与所述主动轮2和所述从动轮3的旋转轴线垂直且穿过所述抛光带1磨抛时产生的磨抛区域中心点的第一轴线转动，实现所述抛光带1绕所述主动轮2和所述从动轮3的旋转轴线自转的同时也可以绕第一轴线进行公转，从而控制抛光带1产生的磨抛区域更加均匀对称、磨抛力也更加均匀，提高了产品的磨抛质量和精度。结束后，关闭抛光装置自转和公转开关，并根据需要再将抛光装置从支撑物上拆卸下来。

以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

Claims (8)

1.一种轮带式抛光装置，包括轮带式抛光装置本体，所述轮带式抛光装置本体包括：

第一架体，安装于所述第一架体的主动轮（2）、从动轮（3）及第一驱动装置（4），其中，所述主动轮（2）和所述从动轮（3）的旋转轴线相互平行，所述第一驱动装置（4）与所述主动轮（2）传动连接；

抛光带（1），所述抛光带（1）缠绕于所述主动轮（2）和所述从动轮（3）外侧，且于所述从动轮（3）远离所述主动轮（2）的一侧形成磨抛区域；

其特征在于，还包括：

第二架体（16），所述第二架体（16）可绕第一轴线旋转地装配于所述第一架体，其中，所述第一轴线与所述主动轮（2）和从动轮（3）的旋转轴线垂直、且所述第一轴线垂直穿过所述抛光带（1）磨抛时产生的磨抛区域中心点；

安装于所述第二架体（16）的第二驱动装置（5），所述第二驱动装置（5）与所述第一架体传动连接，以驱动所述第一架体绕所述第一轴线转动；

所述第一架体包括第一壳体（6），所述第一驱动装置（4）为气动驱动装置且位于所述第一壳体（6）内部；

所述第二驱动装置（5）包括转动部和穿过并套设在所述转动部外侧的固定部；沿所述第一轴线方向设有穿过所述第二架体（16）、且与所述第二架体（16）可转动连接的转动组件一（7）；所述转动部套设并固定在所述转动组件一（7）外侧；所述固定部与所述第二架体（16）连接；所述第一壳体（6）顶部与所述转动组件一（7）底部连接。

2.根据权利要求1所述的一种轮带式抛光装置，其特征在于，还包括穿过所述第二驱动装置（5）及所述第一壳体（6）、且用于连通外部气源和所述第一驱动装置（4）进气端的第一通道。

3.根据权利要求2所述的一种轮带式抛光装置，其特征在于，所述第一通道包括贯穿所述转动组件一（7）的第二通道、连接所述第二通道和所述第一驱动装置（4）进气端的第三通道。

4.根据权利要求1所述的一种轮带式抛光装置，其特征在于，所述第一驱动装置（4）的出气端与所述第一壳体（6）的内部腔体连通。

5.根据权利要求1所述的一种轮带式抛光装置，其特征在于，

所述第一壳体（6）内部沿平行于所述第一轴线的方向设有用于支撑所述第一驱动装置（4）的弹性组件。

6.根据权利要求5所述的一种轮带式抛光装置，其特征在于，

所述轮带式抛光装置本体上设有与所述从动轮（3）连接且起支撑作用的滚轮支架（12）；所述第一壳体（6）的底部设有可供所述滚轮支架（12）和所述抛光带（1）穿过的中心通孔，且所述滚轮支架（12）和所述抛光带（1）与所述中心通孔的孔壁之间有供气体流出的间隙。

7.根据权利要求6所述的一种轮带式抛光装置，其特征在于，

所述弹性组件包括与所述第一壳体（6）内壁固定连接的第二支撑结构（14）、位于所述第一驱动装置（4）和所述第二支撑结构（14）之间的第一弹性体（13）、与所述滚轮支架（12）连接的第三支撑结构（11）以及位于所述第二支撑结构（14）和所述第三支撑结构（11）之间的第二弹性体（15）。

8.根据权利要求3所述的一种轮带式抛光装置，其特征在于：所述第二通道与所述第三通道通过中间管（10）连通，所述中间管（10）的一端活动穿过所述第一壳体（6）并与所述第三通道相连通，另一端活动插接在所述第二通道内。

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