[發明專利]一種振動拋光磨頭

有效

• 申請號: 201110452745.8
• 申請日: 2011-12-30
• 公開（公告）號: CN102528609A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發明（設計）人: 王君林;王紹治;劉健;馬占龍;張玲花
• 申請（專利權）人: 中國科學院長春光學精密機械與物理研究所
• 主分類號: B24B13/01
• 分類號: B24B13/01;B24B41/04
• 代理公司: 長春菁華專利商標代理事務所 22210
• 代理人: 南小平

技術領域

本發明涉及光學冷加工技術領域，尤其涉及一種振動拋光磨頭。

背景技術

計算機控制非球面加工技術(CCOS)思想是由美國ltek公司在70年代初期最先提出的。它根據定量的面形檢測數據，在加工過程控制模型的基礎上，用計算機控制一個小磨頭(直徑通常小于工件直徑的1/4)對光學零件進行研磨或拋光，通過控制磨頭在工件表面的駐留時間及磨頭與工件間的相對壓力來控制材料的去除量。在CCOS過程中通常采用行星運動和平轉動方式的磨頭，它們都需要有兩個軸，分別為公轉軸和自轉軸，其中自轉軸圍繞公轉軸旋轉。每個軸都有一個電機驅動并進行單獨控制，當公轉軸和自轉軸轉速相同且方向相反時，磨頭運動方式為平轉動，其他情況時，磨頭運動方式為公自轉方式。這兩種方式的好處是他們的去除函數都是類高斯型，對去除很有利。但缺點是機構復雜，需要兩個電機且分別控制。

發明內容

為了克服現有雙轉子磨頭機構復雜的不足，本發明提供一種振動拋光磨頭，該磨頭結構簡單、只需單電機驅動就能實現類似平轉動的圓周振動方式。

本發明解決技術問題所采取的技術方案如下：

一種振動拋光磨頭，包括連接件、軸承、軸承外圈壓板、外圈壓緊螺釘、軸承外座、軸承內圈壓板、內圈壓緊螺釘和磨頭體；軸承的內圈由連接件和軸承內圈壓板通過內圈壓緊螺釘固定；軸承的外圈由軸承外圈壓板和軸承外座通過外圈壓緊螺釘固定；連接件的上部和機床連接的部分相對于磨頭整體結構是偏心的。

上述連接件可以是與機床主軸相連接的各類錐柄，也可以是與其他裝置相連接的接口件。連接件上部與機床連接的部分相對于磨頭整體是偏心的，偏心量在0.2～20mm之間。在連接件中，和機床連接的軸徑與軸承中心不在一條直線上，該偏心是裝置產生圓周振動的根源。

在加工球面時，所述連接件上部與機床連接的部分相對于磨頭整體有一定夾角，在偏心量一定時，該夾角由工件曲率半徑決定；當曲率半徑小時，該夾角大；當曲率半徑大時，該夾角小。

上述軸承可以為深溝球軸承、角接觸軸承或向心軸承；所述磨頭體的材料可以是金屬、瀝青、聚四氟乙烯、聚氨酯或其他高分子材料。

本發明的有益效果是：結構簡單、緊湊，穩定可靠，只需要單電機驅動，即可實現小范圍圓周平動的振動拋光；另外通過調整連接件的偏心與傾角，可實現平面和不同曲率球面元件的加工。

附圖說明

圖1是加工平面時本發明振動拋光磨頭的結構示意圖。

圖2是加工球面時本發明振動拋光磨頭的結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發明做進一步詳細說明。

如圖1和圖2所示，本發明的振動拋光磨頭包括連接件1、軸承2、軸承外圈壓板3、外圈壓緊螺釘4、軸承外座5、軸承內圈壓板6、內圈壓緊螺釘7和磨頭體8；軸承2的內圈由連接件1和軸承內圈壓板6通過內圈壓緊螺釘7固定；軸承2的外圈由軸承外圈壓板3和軸承外座5通過外圈壓緊螺釘4固定；連接件1的上部和機床連接的部分相對于磨頭整體結構是偏心的。

實施例一：加工平面時，按圖1結構實施，其中連接件1、軸承外圈壓板3、軸承外座5、軸承內圈壓板6的材料均為鋁合金。軸承2選用深溝球軸承，軸承內圈是由連接件1和軸承內圈壓板6通過內圈壓緊螺釘7進行固定的，軸承外圈是由軸承外圈壓板3和軸承外座5通過外圈壓緊螺釘4來固定的。外圈壓緊螺釘4的個數為6個，內圈壓緊螺釘7為1個。連接件1上方和機床連接部分相對于磨頭整體是偏心的，偏心量為2mm。磨頭體8的材料為瀝青，其下方工作表面開有方格形的槽。在使用時，將連接件1上方接頭與機床主軸連接，控制機床使磨頭緩緩下降，當磨頭底部與工件表面接觸且磨頭與工件間有一定壓力時停止，控制主軸旋轉即可實現振動拋光。

實施例二：當加工球面時，按圖2結構實施。連接件1上方和機床連接部分相對于磨頭整體是偏心的且呈一定角度α，偏心量為2mm，角度與所加工球面的曲率半徑有關，其參考值為其中δ為偏心量，r為所加工球面的曲率半徑。當加工凸球面時，磨頭體8下表面呈同樣曲率半徑的凹形；當加工凹球面時，磨頭體8下表面呈同樣曲率半徑的凸形。其余與實施例一相同。