[發明專利]可控變形軟刀具

有效

• 申請號: 201310187815.0
• 申請日: 2013-05-20
• 公開（公告）號: CN103600276B
• 公開（公告）日: 2018-02-02
• 發明（設計）人: 楊斌堂
• 申請（專利權）人: 楊斌堂
• 主分類號: B24B13/02
• 分類號: B24B13/02
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司31236
• 代理人: 郭國中

技術領域

本發明涉及非平整工件表面研磨、拋光和去除毛刺加工技術領域，具體是一種用于精密光學和光整器件內、外面的高效加工的可控變形軟刀具。

背景技術

傳統的刀具都是剛性不可變形的刀具，工件的面型和尺寸由刀具相對工件的進給距離來保證。對于精密外形或精密尺寸要求的加工器件，因此要求帶動刀具運動的機床能實現精密或超精密進給能力來保證工件加工精度。但是這將大大增加機床傳動和進給系統的運動精度和控制精度要求，特別是微米以下精度要求的器件加工，實現這種機床難度很大，制造成本也難以接受。為此人們發明實現了一種可直接變形進給的刀具，使機床帶動刀具精密進給的運動直接由刀具自身的精密變形驅動來實現。如2007.05.16日公開的專利(ZL:200520126424·9)可自伸縮進給加工刀具機構專利涉及一種可以實現高精度進給動作的可自伸縮進給加工刀具機構，它包括夾持部，夾持部依次固定連接著驅動部和刀頭部，驅動部還與外接激勵源相連，通過外界激勵準確控制伸縮材料體的伸長與收縮行程，進而實現刀具的自動進給和退回，避免了機床自身刀具進給過程中的系統誤差，提高了加工精度，可廣泛用于普通刀具改造，精密加工刀具研制，精密加工、機床系統改造或研制。但是，這種刀具整體和與工件接觸的刀尖部分為剛性體不具備和工件表面的面型吻合性，刀具變形的微小進給誤差都可能造成工件尺寸的誤差或表面劃傷;并且刀具與工件接觸為點接觸，不能實現對工件表面大面積的光整加工。

發明內容

本發明針對現有技術中存在的上述不足，提供了一種可控變形軟刀具，該可控變形軟刀具用以實現在刀具自身可控變形下的工件面型的超精密光整加工。

本發明是通過以下技術方案實現的。

一種可控變形軟刀具，包括刀柄、功能附件以及可變形刀頭，所述可變形刀頭通過功能附件與所述刀柄相連接;其中，所述可變形刀頭包括:密封變形軟殼體以及設置于 密封變形軟殼體內部的變形介質。所述機床帶動刀柄運動，從而使密封變形軟殼體內部的變形介質產生變形，進而促使密封變形軟殼體產生加工力。

所述可變形刀頭還包括變形介質激勵器機構，所述變形介質激勵器機構與變形介質相互作用進而促使密封變形軟殼體產生更大的加工力。

所述變形介質激勵器機構包括設置于密封變形軟殼體內部和/或外部的若干變形介質激勵器，其中，設置于密封變形軟殼體內部的變形介質激勵器為內置變形介質激勵器，設置于密封變形軟殼體外部的變形介質激勵器為外置變形介質激勵器。

所述外置變形介質激勵器與所述密封變形軟殼體之間設有加工間隙。

所述外置變形介質激勵器上設置有軸承轉動體。

所述變形介質填充于所述密封變形軟殼體內部;或

所述變形介質設置于所述內置變形介質激勵器與所述密封變形軟殼體之間。

所述變形介質激勵器為以下任一種:

電磁鐵，所述電磁鐵連接有電流源;

永磁鐵;

電磁永磁復合體;

局部熱源體;

氣壓調節器。

所述變形介質為:通過電、磁、熱或壓力變化激勵時產生應力或體積變化的液體、氣體、固液氣態相變材料的一種或多種混合體。

所述刀柄為剛性結構體;

所述密封變形軟殼體是一種可受力變形并可與被加工工件接觸面形體完全吻合的彈性材料體。

進一步優選的，所述密封變形軟殼體為耐磨橡膠殼體。

進一步優選的，所述密封變形軟殼體為彈性材料融合磨粒的復合彈性材料體，以增加磨削或拋光效果。

進一步優選的，如果所述密封變形軟殼體沒有融合磨粒的復合彈性材料體，在具體加工時所述可控變形軟刀具與被加工工件接觸面之間可以添加研磨或拋光介質，該介質可以為磁流變液體、研磨膏、拋光蠟或拋光軟性材料體。

所述功能附件為將刀柄與可變形刀頭的密封變形軟殼體緊固相連的裝置，進一步優選的，所述功能附件為螺栓緊固的卡箍。

所述可控變形軟刀具，還包括如下任一個或任多個部件:

-進給驅動器;

-變形發生器;

所述進給驅動器設置于所述刀柄的內部，其一端與所述變形介質激勵器機構相連接，并在刀柄內部產生伸縮變形驅動;所述變形發生器設置于所述功能附件處，并與密封變形軟殼體相連通。

所述進給驅動器為直線電機、音圈電機、磁致伸縮驅動器、形狀記憶合金、熱膨脹伸縮器、液壓或氣壓進給裝置中的一種;

所述變形發生器為微泵系統及其管道或加熱循環系統及其管道。

本發明工作過程具體如下: