[實用新型]液流懸浮超精密圓柱體拋光頭的配模裝置

無效

• 申請號: 201020596221.7
• 申請日: 2010-11-08
• 公開（公告）號: CN201881287U
• 公開（公告）日: 2011-06-29
• 發明（設計）人: 洪滔;何劍敏;侯海鵬;王超榮;於加峰
• 申請（專利權）人: 浙江工業大學
• 主分類號: B24D18/00
• 分類號: B24D18/00
• 代理公司: 杭州天正專利事務所有限公司 33201
• 代理人: 王兵;黃美娟

技術領域

本實用新型涉及一種精密加工領域的拋光工具配模成型裝置，特別適用于液流懸浮超精密加工實驗中圓柱體拋光頭的準確配模。

背景技術

目前，精密模具復雜型腔的溝槽、異形曲面以及清角部位的精整加工仍是以手工研磨拋光為主，不能同時進行強化處理，導致加工能力差、生產效率低下、生產成本高，難以保證加工質量。而液流懸浮超精密加工技術則是通過圓柱體拋光頭在加工液中的高速旋轉，借助流體動壓力，將加工液中的游離磨粒源源不斷地射向工件表面，此時通過游離磨粒的滑動、滾動和沖擊作用切除極薄的材料層，降低表面粗糙度，獲得比傳統加工方法更高的加工精度和表面質量。在加工中圓柱體拋光頭與工件的間隙保持恒定的微米級是實現納米拋光的基本條件，因此拋光工具配模方法的選擇顯得尤為重要。傳統的配模利用模具型腔澆灌成型，制作出裝配在連接電機頭的加工桿上的圓柱體拋光頭，這樣就存在以下缺點：1.配模后圓柱體拋光頭的圓柱度精度低，徑向圓跳動大，圓柱體拋光頭與工件的間隙根本無法達到微米級，使加工中的圓柱體拋光頭與工件接觸；2.圓柱體拋光頭的中心孔在配模過程中無法保證與傳動軸平行，使得圓柱體拋光頭在高速旋轉過程中與傳動軸呈微小角度，影響拋光的均勻性；3.圓柱體拋光頭表面的粗糙度取決于傳統配模過程中模具的內表面的粗糙度，而圓柱體拋光頭外表面的粗糙度對拋光液中液體動壓力有一定影響，這也最終導致加工時間過長，加工質量下降，成本上升。

發明內容

本實用新型要解決傳統配模裝置制作出來的圓柱體拋光頭存在的上述不足，提供了一種加工簡單，效率高，且能夠使圓柱體拋光頭達到超精密加工實驗要求的液流懸浮超精密圓柱體拋光頭的配模裝置。

本實用新型采用的技術方案是：

液流懸浮超精密圓柱體拋光頭的配模裝置，包括用于消除傳動絲杠回程誤差的計算機數控模塊，所述的計算機數控模塊包括位于機床上的X向步進電機、Y向步進電機和Z向步進電機，所述的Z向步進電機上連接有聯軸器，所述的聯軸器上連接有傳動絲杠，所述的傳動絲杠上設有用于調整其位置的滑塊，所述的滑塊與X向保持架、Y向保持架和Z向保持架配合連接，其特征在于：所述的Z向保持架的一側固定有用于帶動加工桿高速旋轉的高速電機，所述的加工桿連接在所述的高速電機的下方，所述的加工桿上過盈安裝有隨其高速旋轉的彈性圓柱體拋光頭；所述的圓柱體拋光頭和用于去除其表面多余材料的圓整加工裝置上的圓整面接觸。

進一步，所述的圓柱體拋光頭為中孔的圓柱形聚氨脂橡膠拋光頭。

進一步，所述的X向步進電機和所述的Y向的步進電機的后側裝有用于調節其轉向的手動轉向裝置。

進一步，所述的圓整面緊連在所述的圓整加工裝置的磁性表座上，所述的磁性表座固定在所述的機床上。

進一步，所述的圓整面為金剛石銼刀或者砂紙。

本實用新型的技術構思為：電機采用最高可達每分鐘20000轉的高速電機，其徑向跳動在1μm以內，高速旋轉的電機帶動其上有過盈安裝的圓柱體拋光頭的加工桿高速旋轉。高速旋轉的圓柱體拋光頭與圓整加工裝置接觸，從而去除圓柱體拋光頭表面的多余材料，減少圓柱體拋光頭的圓柱體跳動誤差。

使用時，本實用新型可與計算機控制系統相連接，步進電機與步進電機驅動板相連，所述驅動板與計算機相連，采用特定的工藝參數組合和拋光軌跡，進行實時控制。計算機數控模塊在消除傳動絲杠的回程誤差后，通過計算機控制系統對電機的空間位置進行準確定位。在獲得精確的動態零點以及單位行程的數據后，就可以通過計算機控制系統準確測量圓柱體拋光頭的直徑。通過數控技術，可以預先設定圓柱體拋光頭的運動軌跡，使其能夠在不同的時間里與圓整加工裝置有不同深度的接觸，有效的去除多余材料。配模后期，圓整加工裝置的磁性表座上的圓整面可選用金剛石挫刀，也可以選用1000-2000C的磨砂紙，精磨圓柱體拋光頭的表面，以滿足特定實驗需求。

相比以往的技術，本實用新型的有益效果在于：

（1）極大減少了圓柱體拋光頭的圓柱體的跳動誤差，使圓柱體拋光頭與工件間的間隙嚴格保證在微米級，從而實現圓柱體拋光頭與工件保持恒定微米級間隙；

（2）排除了圓柱體拋光頭因加工桿直線度而造成的微小角度傾斜的問題，從而保證了圓柱體拋光頭與工件的間隙的均勻性；

（3）柔性處理圓柱體拋光頭表面的粗糙度，解決了傳統配模后圓柱體拋光頭表面過于光滑的問題，改善后期超精密加工實驗的質量，提高效率，減少成本。

本實用新型的優點是：結構簡單，加工精度高，成本較低。

附圖說明

圖1是本實用新型的結構示意圖。

具體實施方式