CN215847540U - 一种适用于复杂曲面抛光的轮式抛光工具 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种适用于复杂曲面抛光的轮式抛光工具，包括：安装在安装底座上的抛光轮和驱动机构，所述驱动机构驱动抛光轮运动，所述抛光轮包括：抛光基轮和抛光外轮；所述抛光外轮包裹在抛光基轮的外表，所述抛光基轮为刚性材料轮，抛光外轮为弹性材料轮；驱动机构直接驱动抛光基轮运动，抛光基轮带动抛光外轮同步运动。采用刚性基轮、弹性外轮、抛光层的结构，抛光时工具与被抛光元件柔性接触，抛光表面质量较好，且抛光皮均匀磨损，大大提高了抛光皮使用寿命；抛光基轮尺寸、外轮材料弹性和形状均可改变，能够满足不同材料、形状、曲率半径的复杂曲面抛光的贴合性、去除效率要求。

Description

一种适用于复杂曲面抛光的轮式抛光工具

技术领域

本实用新型涉及抛光加工领域，具体而言，涉及一种适用于复杂曲面抛光的轮式抛光工具。

背景技术

传统抛光手艺逐渐被日益成熟的数控技术所替代，数控小工具抛光即数控运动设备搭载特殊研发的抛光机构，通过精确的控制抛光头的抛光位置和运动条件等工艺参数，将人工经验数字化，将加工过程可视化、可预测化，实现元件表面材料的精确去除，高效率的保证元件表面精度需求。

数控小工具抛光的抛光头特性决定了抛光过程各工艺参数的确定，传统小工具抛光头结构形式主要为盘式抛光头和气囊抛光头，为获得高斯型去除函数此两种结构形式的抛光头在工作时既需自转又需绕接触区法线公转，在进行曲面抛光时，公转、自转转速过快都会导致盘面抖动，无法产生有效去除，因此盘式抛光工具去除效率较难进一步的提升。另一方面，盘式工具在抛光高陡度曲面、复杂异形面时贴合性差，导致抛光材料局部磨损过快，导致抛光可预测性和质量较差，难以广泛应用于复杂光学曲面元件的高精度抛光加工。因此有学者提出了轮式抛光工具，当前的轮式抛光工具主要有两种，一种是刚性抛光轮表面贴抛光皮，主要缺点是刚性基体轮不发生变形，虽然表面贴有抛光皮，但仍为半刚性接触，抛光过程容易产生划痕，同时与曲面贴合性差，导致抛光皮局部磨损严重，整个工具需要经常修磨才能继续使用，实用效果较差；另一种是轮式气囊抛光工具，轮式气囊抛光工具能够较好的满足贴合性要求，但小尺寸气囊轮的气囊开模制作难度大，结构微小密封难度大，实际制造成本高、稳定性差，较难进行实际应用。

有鉴于此，特提出本申请。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是传统轮式抛光工具去除效率较难提升，复杂曲面抛光时抛光工具为半刚性接触，抛光过程容易产生划痕，同时与曲面贴合性差，实际制造成本高、稳定性差，较难进行实际应用；本实用新型目的在于提供一种适用于复杂曲面抛光的轮式抛光工具，以解决上述技术问题。

本实用新型通过下述技术方案实现：

本方案提供一种适用于复杂曲面抛光的轮式抛光工具，包括：安装在安装底座上的抛光轮和驱动机构，所述驱动机构驱动抛光轮运动，所述抛光轮包括：抛光基轮和抛光外轮；

所述抛光外轮包裹在抛光基轮外表，所述抛光基轮为刚性材料轮，抛光外轮为弹性材料轮；

驱动机构直接驱动抛光基轮运动，抛光基轮带动抛光外轮同步运动。

本方案工作原理：本方案将抛光轮改进成由抛光外轮包裹在抛光基轮外表，抛光基轮使用刚性材料轮，抛光外轮使用弹性材料轮，抛光时由刚性抛光基轮保证不发生变形，弹性抛光外轮进行抛光接触，抛光过程不容易产生划痕，同时便于与曲面贴合，有效避免抛光皮局部磨损的现象，且该轮式抛光工具结构简单，制造方便，制造成本不高，且应用范围广泛。

进一步优化方案为，所述抛光基轮为圆柱状，从抛光基轮的底面圆心沿垂直于底面的方向设置驱动轴。

进一步优化方案为，所述安装底座包括：安装支架、安装板和轴承座，所述安装板为矩形板，两个安装支架分别安装在安装板上表面的左右两侧，轴承座设置在安装板下表面中间位置用于安装抛光基轮。

进一步优化方案为，所述驱动机构包括：驱动电机和皮带，驱动电机的转轴穿过安装板上表面的其中一个安装支架后连接皮带，皮带穿过安装板上预留的孔位后与抛光基轮的驱动轴连接，驱动电机的转轴通过皮带带动抛光基轮运动。

进一步优化方案为，所述抛光基轮的侧面表面设置凹槽，抛光外轮设置有与凹槽匹配的凸起，所述抛光外轮的裸露表面均为抛光面。

进一步优化方案为，所述抛光外轮的抛光面上粘贴有抛光材料，所述抛光材料包括聚氨酯抛光皮或阻尼布。

进一步优化方案为，所述轴承座包括：垂直安装在安装板上的第一支撑件和第二支撑件，抛光基轮安装在第一支撑件和第二支撑件之间。

进一步优化方案为，所述第一支撑件和第二支撑件之间间距至少为50mm。

第一支撑件和第二支撑件之间间距为不同尺寸的抛光基轮外轮提供装设空间。

通过调节驱动电机转速、更换不同尺寸的抛光轮均可大大提高抛光去除效率，刚性基轮、弹性外轮可根据元件曲率、形状特性进行快速替换，能够使抛光工具与元件表面良好的贴合，以适应复杂光学曲面元件的曲率变化，满足不同工艺要求，保证抛光可预测性和抛光质量。

本实用新型与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

1、本实用新型提供的一种适用于复杂曲面抛光的轮式抛光工具，采用刚性基轮、弹性外轮、抛光层的结构，抛光时工具与被抛光元件柔性接触，抛光表面质量较好，且抛光皮均匀磨损，大大提高了抛光皮使用寿命。

2、本实用新型提供的一种适用于复杂曲面抛光的轮式抛光工具，抛光基轮尺寸、外轮材料弹性和形状均可改变，能够满足不同材料、形状、曲率半径的复杂曲面抛光的贴合性、去除效率要求；

3、本实用新型提供的一种适用于复杂曲面抛光的轮式抛光工具，可根据具体被抛光元件的加工需求进行快速替换，保证抛光工具与元件表面的良好贴合，满足复杂曲面的加工要求，可通过被抛光点与抛光轮接触点的位置保证压入深度，可省去机床某一方向的摆轴，降低使用成本。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型示例性实施方式的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本实用新型实施例提供的轮式抛光工具结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的抛光轮结构A示意图；

图3为本实用新型实施例提供的抛光轮结构B示意图。

附图中标记及对应的零部件名称：

1-抛光基轮，2-抛光外轮，3-安装支架，4-安装板，5-轴承座，51-第一支撑件，52-第二支撑件，6-驱动电机，7-皮带。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本实用新型作进一步的详细说明，本实用新型的示意性实施方式及其说明仅用于解释本实用新型，并不作为对本实用新型的限定。

在以下描述中，为了提供对本实用新型的透彻理解阐述了大量特定细节。然而，对于本领域普通技术人员显而易见的是：不必采用这些特定细节来实行本本实用新型。在其他实施例中，为了避免混淆本本实用新型，未具体描述公知的结构、电路、材料或方法。

在整个说明书中，对“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”或“示例”的提及意味着：结合该实施例或示例描述的特定特征、结构或特性被包含在本本实用新型至少一个实施例中。因此，在整个说明书的各个地方出现的短语“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”或“示例”不一定都指同一实施例或示例。此外，可以以任何适当的组合和、或子组合将特定的特征、结构或特性组合在一个或多个实施例或示例中。此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的示图都是为了说明的目的，并且示图不一定是按比例绘制的。这里使用的术语“和/或”包括一个或多个相关列出的项目的任何和所有组合。

在本实用新型的描述中，术语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“高”、“低”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制。

实施例1

如图1所示，本实用新型实施例提供的一种适用于复杂曲面抛光的轮式抛光工具，包括：安装在安装底座上的抛光轮和驱动机构，所述驱动机构驱动抛光轮运动，所述抛光轮包括：抛光基轮1和抛光外轮2；

所述抛光外轮2包裹在抛光基轮1外表，所述抛光基轮1为刚性材料轮，抛光外轮2为弹性材料轮；

驱动机构直接驱动抛光基轮1运动，抛光基轮1带动抛光外轮2同步运动。

所述抛光基轮1为圆柱状，从抛光基轮1的底面圆心沿垂直于底面的方向设置驱动轴。

所述安装底座包括：安装支架3、安装板4和轴承座5，所述安装板4为矩形板，两个安装支架3分别安装在安装板4上表面的左右两侧，轴承座5设置在安装板4下表面中间位置用于安装抛光基轮1。安装支架3连接主运动设备，主运动设备可以是数控机床，机器人等，提供抛光工具在加工区域空间的主运动.

所述驱动机构包括：驱动电机6和皮带7，驱动电机6的转轴穿过安装板4上表面的其中一个安装支架3后连接皮带7，皮带7穿过安装板4上预留的孔位后与抛光基轮1的驱动轴连接，驱动电机6的转轴通过皮带7带动抛光基轮1运动。

所述抛光基轮1的侧面表面设置凹槽，抛光外轮2设置有与凹槽匹配的凸起，所述抛光外轮2的裸露表面均为抛光面。

所述抛光外轮2的抛光面上粘贴有抛光材料，所述抛光材料包括聚氨酯抛光皮或阻尼布。

所述轴承座5包括：垂直安装在安装板4上的第一支撑件51和第二支撑件52，抛光基轮1安装在第一支撑件51和第二支撑件52之间。

所述第一支撑件51和第二支撑件52之间间距至少为50mm。

实施例2

抛光时，将抛光轮最低点以给定深度压向元件表面，抛光轮与元件接触区域产生弹性变形，二者紧密贴合，形成抛光接触区，将抛光液持续加入到此抛光接触区，高速旋转的抛光轮带动抛光颗粒对元件表面不断产生摩擦，实现表面材料去除。

如图2和图3所示，不同抛光基轮与抛光外轮组合构成的抛光轮的截面示意图，通过调节驱动电机转速、抛光轮最低点的压入深度、更换不同弹性或形状的抛光外轮，以改变抛光效率及表面质量。

图2中为厚度不同的抛光基轮与抛光外轮组合构成的抛光轮的截面示意图，图3为抛光基轮底面直径不同且不同抛光面的抛光外轮组合构成的抛光轮的截面示意图，根据工艺需求，选择抛光轮外轮的形状和材料并安装在抛光轮基轮上。

以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种适用于复杂曲面抛光的轮式抛光工具，包括：安装在安装底座上的抛光轮和驱动机构，所述驱动机构驱动抛光轮运动，其特征在于，所述抛光轮包括：抛光基轮(1)和抛光外轮(2)；

所述抛光外轮(2)包裹在抛光基轮(1)外表，所述抛光基轮(1)为刚性材料轮，抛光外轮(2)为弹性材料轮；

驱动机构直接驱动抛光基轮(1)运动，抛光基轮(1)带动抛光外轮(2)同步运动。

2.根据权利要求1所述的一种适用于复杂曲面抛光的轮式抛光工具，其特征在于，所述抛光基轮(1)为圆柱状，从抛光基轮(1)的底面圆心沿垂直于底面的方向设置驱动轴。

3.根据权利要求2所述的一种适用于复杂曲面抛光的轮式抛光工具，其特征在于，所述安装底座包括：安装支架(3)、安装板(4)和轴承座(5)，所述安装板(4)为矩形板，两个安装支架(3)分别安装在安装板(4)上表面的左右两侧，轴承座(5)设置在安装板(4)下表面中间位置用于安装抛光基轮(1)。

4.根据权利要求3所述的一种适用于复杂曲面抛光的轮式抛光工具，其特征在于，所述驱动机构包括：驱动电机(6)和皮带(7)，驱动电机(6)的转轴穿过安装板(4)上表面的其中一个安装支架(3)后连接皮带(7)，皮带(7)穿过安装板(4)上预留的孔位后与抛光基轮(1)的驱动轴连接，驱动电机(6)的转轴通过皮带(7)带动抛光基轮(1)运动。

5.根据权利要求2所述的一种适用于复杂曲面抛光的轮式抛光工具，其特征在于，所述抛光基轮(1)的侧面表面设置凹槽，抛光外轮(2)设置有与凹槽匹配的凸起，所述抛光外轮(2)的裸露表面均为抛光面。

6.根据权利要求5所述的一种适用于复杂曲面抛光的轮式抛光工具，其特征在于，所述抛光外轮(2)的抛光面上粘贴有抛光材料，所述抛光材料包括聚氨酯抛光皮或阻尼布。

7.根据权利要求3所述的一种适用于复杂曲面抛光的轮式抛光工具，其特征在于，所述轴承座(5)包括：垂直安装在安装板(4)上的第一支撑件(51)和第二支撑件(52)，抛光基轮(1)安装在第一支撑件(51)和第二支撑件(52)之间。

8.根据权利要求7所述的一种适用于复杂曲面抛光的轮式抛光工具，其特征在于，所述第一支撑件(51)和第二支撑件(52)之间间距至少为50mm。

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