CN205342756U - 一种流体边界可控的液动压悬浮抛光装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种流体边界可控的液动压悬浮抛光装置，包括水平工作台、抛光系统、升降系统、微调系统和压力检测系统，所述抛光系统包括抛光盘、抛光液容器、第一联轴器、主轴、第二联轴器、电机支架和伺服电机。本实用新型具有以下优点：抛光盘与抛光液容器壁间隙小，为形成良好的液动压力提供了良好的条件，从而能够提高加工效率和提高表面加工效果。抛光工具和工件分离，且抛光液浸没工件，有利于降低抛光工具的磨损和降低抛光过程摩擦热带来的负面作用；通过伺服电机直接驱动抛光盘，避免了复杂的传动环节造成的误差积累，提高了加工精度。

Description

一种流体边界可控的液动压悬浮抛光装置

技术领域

本实用新型涉及精密抛光领域，更具体的说，设计一种流体边界可控的液动压悬浮抛光装置。

背景技术

超精密抛光是一种非接触的抛光加工，通过液动压悬浮抛光装置对工件表面进行精密抛光。精密和超精密加工技术、制造自动化是先进制造技术的两大领域，精密工程、精细工程和纳米技术是现代制造技术的前沿，也是未来制造技术的基础。超精密加工是一门新兴的综合性加工技术，它集成了现代机械、电子、测量及材料等先进技术成就，使得目前的加工精度有了极大地提高，极大地改善了产品的性能和提高了产品的可靠性。超光滑表面加工技术是超精密加工体系的一个重要组成部分。

常见的抛光技术有浴法抛光、浮法抛光(面接触)、动压浮离抛光和弹性发射加工(线接触)。现有采用的是液动压悬浮抛光，有别于以上的几种方式，通过浸液，抛光工具旋转时形成来自液体动压形成的上浮力，通过约束边界使流体动压力分布均匀，电机直接驱动抛光工具也满足了传动的平稳性和更大的转速。

实用新型内容

本实用新型的目的就在于解决现有非接触悬浮抛光装置中流体边界可控的问题，提供了一种流体边界可控的液动压悬浮抛光装置，该装置为基于位移机构控制的装置，准确控制悬浮抛光时流体边界密封性的问题，该抛光装置优化了抛光盘和容器之间的相对位置关系，提高了流体动压的稳定性，提高了加工效率。

本实用新型通过以下技术方案来实现上述目的：一种流体边界可控的液动压悬浮抛光装置，包括水平工作台、抛光系统、升降系统、微调系统和压力检测系统，所述抛光系统包括抛光盘、抛光液容器、第一联轴器、主轴、第二联轴器、托板、电机支架和伺服电机，伺服电机通过电机支架固定在托板底部，伺服电机的输出端通过第一联轴器连接主轴的上端，主轴的下端通过第二联轴器连接抛光盘，抛光液容器固定在抛光盘的正下方；所述升降系统包括升降螺旋机构和用于固定抛光液容器的支撑板，所述升降螺旋机构固定在水平工作台上，所述升降螺旋机构包括四根竖直安装的立柱和一根用于调节支撑板升降的螺旋升降柱，螺旋升降柱的下端固定在水平工作台上，上端用于支撑支撑板，四根立柱通过定位套和四根水平导杆固定为一个整体的升降框架，所述支撑板上设有四个与四根立柱相配合的滑动轴套，支撑板通过滑动轴套套装在升降螺旋机构上并能沿升降螺旋机构上下运动；所述微调系统包括滚珠丝杠、X轴向微调旋钮和Y轴向微调旋钮，两根滚珠丝杠相互垂直且均穿过所述托板，两根滚珠丝杠的两端分别连接在四根水平导杆上，两根滚珠丝杠的两端分别设有用于调节托板位置的X轴向微调旋钮和Y轴向微调旋钮；所述压力检测系统包括设在抛光液容器底部的用于检测抛光时所产生液压动力的测力传感器。

进一步的，所述第一联轴器为双膜片联轴器。

进一步的，所述第二联轴器为双膜片联轴器。

进一步的，所述测力传感器设在抛光液容器底部，且所述测力传感器包括沿抛光液容器底部同一圆周上均匀分布的三个。

进一步的，所述抛光盘表面上设有锲形槽。

进一步的，所述抛光盘和抛光液容器间设有能够形成液动压膜的微小间隙。

进一步的，所述测力传感器通过导线连接压力显示仪。

本实用新型主要包括抛光部分、升降部分、X/Y轴微调部分和压力检测部分，抛光部分提供高转速的同时也能提供稳定的液动压力，从而保证了抛光过程液动压力的均匀性；升降部分能提供初始加工位置调节，实现微米级的位置精度；X/Y轴微调部分调节抛光盘和抛光液容器实现对准，流体边界的控制性更好，有利于流体动压膜的形成；压力检测部分能对抛光过程中产生的液动压力进行实时的测量，从而可以调节液动压力使抛光加工稳定运行。

抛光部分主要包括抛光盘、抛光液容器、第一联轴器、主轴、第二联轴器、托板、电机支架和伺服电机。伺服电机通过第一联轴器与主轴连接，将动力传递给主轴。伺服电机采用与其配套的伺服驱动器进行控制，可以实现高精度高速的转动。主轴通过第二联轴器与抛光盘连接，带动抛光盘高速旋转。待加工的工件通过石蜡贴于抛光盘的平行区域内，抛光盘浸没于盛有抛光液的容器内并保持一定的抛光加工间隙，从而可以实现对工件的液动压悬浮抛光。

所述微调部分通过X轴向微调旋钮和Y轴向微调旋钮，将固定在托板上的伺服电机实现平面运动。伺服电机通过联轴器连接抛光盘，从而能实现抛光盘位置的调整。实现抛光盘与抛光容器的间隙缩小，为液动压力的形成提供了更好的条件。

所述压力检测部分，是在抛光液容器的底部的同一圆周上均布三个测力传感器，实时的检测出悬浮抛光中的液动压力。

通过X轴向微调旋钮和Y轴向微调旋钮，将抛光盘中心位置调到与抛光液容器中心同轴的位置，然后通过升降系统改变抛光液容器的Z向位置，使抛光盘浸入抛光液容器中的悬浮液中，最后利用伺服电机通过第一联轴和第二联轴器，将扭矩传递给抛光盘，使抛光盘高速转动。在抛光盘的底部加工出了楔形槽，由于抛光盘的高速旋转下，使得在盘与液体间产生流体动压力，同时抛光盘会由于液动压力而产生轻微上浮。在抛光液容器底部装有测力传感器，能够准确测出抛光时所产生的液动压力。

本实用新型的有益效果在于：装置结构简单，功能容易实现，且成本经济；抛光盘与抛光液容器壁间隙小，为形成良好的液动压力提供了良好的条件，从而能够提高加工效率和提高表面加工效果。抛光工具和工件分离，且抛光液浸没工件，有利于降低抛光工具的磨损和降低抛光过程摩擦热带来的负面作用；通过伺服电机直接驱动抛光盘，避免了复杂的传动环节造成的误差积累，提高了加工精度。

附图说明

图1是本实用新型所述一种流体边界可控的液动压悬浮抛光装置的微调系统结构的三维图。

图2是本实用新型所述一种流体边界可控的液动压悬浮抛光装置的结构示意图。

图3是本实用新型所述一种流体边界可控的液动压悬浮抛光装置的侧视图。

图中，1-定位套、2-水平导杆、3-X轴向微调旋钮、4-立柱、5-滑动轴套、6-支撑板、7-水平工作台、8-抛光液容器、9-抛光盘、10-第一联轴器、11-第二联轴器、12-螺旋升降柱、13-测力传感器、14-主轴、15-电机支架、16-伺服电机、17-滚珠丝杠、18-丝杠连接件、19-托板、20-压力显示仪、21-Y轴向微调旋钮。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明：

如图1所示，图1是本实用新型所述一种流体边界可控的液动压悬浮抛光装置的微调系统结构的三维图，在该结构中主要是通过调节X轴向微调旋钮3和Y轴向微调旋钮21，实现托板19的平面运动，即调节抛光盘9移动到抛光液容器8的几何中心上，为后面升降系统调节抛光液容器8在Z向的位置做准备。

图2和图3为一种流体边界可控的液动压悬浮抛光装置的结构示意图，主要部件包括水平工作台7、螺旋升降柱12、抛光液容器8、抛光盘9、伺服电机16，抛光液容器8固定在支撑板6上，测力传感器13安装在抛光液容器8的底部，抛光液容器8的升降由螺旋升降柱12控制，抛光盘9通过联轴器、主轴14与伺服电机16连接，伺服电机16固定在托板19上，托板19由X、Y向的滚珠丝杆17上的微调按钮控制。测力传感器13检测到的数据反映在压力显示仪20上。

升降系统包括升降螺旋机构和用于固定抛光液容器的支撑板6，所述升降螺旋机构固定在水平工作台7上，所述升降螺旋机构包括四根竖直安装的立柱4和一根用于调节支撑板6升降的螺旋升降柱12，螺旋升降柱12的下端固定在水平工作台7上，上端用于支撑支撑板6，四根立柱4通过定位套1和四根水平导杆2固定为一个整体的升降框架，所述支撑板6上设有四个与四根立柱4相配合的滑动轴套5，支撑板6通过滑动轴套5套装在升降螺旋机构上并能沿升降螺旋机构上下运动。

液动压悬浮抛光装置工作时，升降部分是由螺旋升降柱12来实现。抛光液容器8固定在支撑板6上，螺旋升降柱12通过驱动支撑板6的上下移动来实现抛光液容器8的升降。

所述微调系统包括滚珠丝杠17、X轴向微调旋钮和Y轴向微调旋钮，两根滚珠丝杠17相互垂直且均穿过所述托板，两根滚珠丝杠17的两端分别通过丝杠连接件18连接在四根水平导杆上，两根滚珠丝杠17的两端分别设有用于调节托板位置的X轴向微调旋钮3和Y轴向微调旋钮21。

伺服电机16通过电机支架15固定在托板19上，托板19通过X、Y向的丝杠控制其运动，主要是通过X轴向微调旋钮3和Y轴向微调旋钮21来调节。从而控制抛光盘9能够实现在XY平面内的运动，最终实现抛光盘9与抛光液容器8壁的间隙控制在较小的范围内。整个悬浮抛光装置是对称分布的，结构牢固且抗振动效果好，在考虑抛光盘9和抛光液容器8壁的距离因素后，对悬浮抛光时产生液压油膜的效果会更好。从而达到提高加工效率和提高表面加工效果的目的。

上述实施例只是本实用新型的较佳实施例，并不是对本实用新型技术方案的限制，只要是不经过创造性劳动即可在上述实施例的基础上实现的技术方案，均应视为落入本实用新型专利的权利保护范围内。

Claims (7)

1.一种流体边界可控的液动压悬浮抛光装置，其特征在于：包括水平工作台、抛光系统、升降系统、微调系统和压力检测系统，所述抛光系统包括抛光盘、抛光液容器、第一联轴器、主轴、第二联轴器、托板、电机支架和伺服电机，伺服电机通过电机支架固定在托板底部，伺服电机的输出端通过第一联轴器连接主轴的上端，主轴的下端通过第二联轴器连接抛光盘，抛光液容器固定在抛光盘的正下方；所述升降系统包括升降螺旋机构和用于固定抛光液容器的支撑板，所述升降螺旋机构固定在水平工作台上，所述升降螺旋机构包括四根竖直安装的立柱和一根用于调节支撑板升降的螺旋升降柱，螺旋升降柱的下端固定在水平工作台上，上端用于支撑支撑板，四根立柱通过定位套和四根水平导杆固定为一个整体的升降框架，所述支撑板上设有四个与四根立柱相配合的滑动轴套，支撑板通过滑动轴套套装在升降螺旋机构上并能沿升降螺旋机构上下运动；所述微调系统包括滚珠丝杠、X轴向微调旋钮和Y轴向微调旋钮，两根滚珠丝杠相互垂直且均穿过所述托板，两根滚珠丝杠的两端分别连接在四根水平导杆上，两根滚珠丝杠的两端分别设有用于调节托板位置的X轴向微调旋钮和Y轴向微调旋钮；所述压力检测系统包括设在抛光液容器底部的用于检测抛光时所产生液压动力的测力传感器。

2.根据权利要求1所述的流体边界可控的液动压悬浮抛光装置，其特征在于：所述第一联轴器为双膜片联轴器。

3.根据权利要求1所述的流体边界可控的液动压悬浮抛光装置，其特征在于：所述第二联轴器为双膜片联轴器。

4.根据权利要求1所述的流体边界可控的液动压悬浮抛光装置，其特征在于：所述测力传感器设在抛光液容器底部，且所述测力传感器包括沿抛光液容器底部同一圆周上均匀分布的三个。

5.根据权利要求1所述的流体边界可控的液动压悬浮抛光装置，其特征在于：所述抛光盘表面上设有锲形槽。

6.根据权利要求1所述的流体边界可控的液动压悬浮抛光装置，其特征在于：所述抛光盘和抛光液容器间设有能够形成液动压膜的微小间隙。

7.根据权利要求1所述的流体边界可控的液动压悬浮抛光装置，其特征在于：所述测力传感器通过导线连接压力显示仪。