[實用新型]一種磁流變拋光裝置的工件多自由度驅(qū)動機構(gòu)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201520615659.8
• 申請日: 2015-08-17
• 公開（公告）號: CN204935269U
• 公開（公告）日: 2016-01-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 許亮;陳永福;杜群波;許君
• 申請（專利權(quán)）人: 宇環(huán)數(shù)控機床股份有限公司
• 主分類號: B24B1/00
• 分類號: B24B1/00;B24B47/10
• 代理公司: 長沙新裕知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 43210
• 代理人: 劉熙

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型屬于磁流變拋光設(shè)備，具體涉及一種磁流變拋光裝置的工件多自由度驅(qū)動機構(gòu)。

背景技術(shù)

隨著現(xiàn)代信息電子技術(shù)、光學技術(shù)的不斷進步，在IT、電子行業(yè)，超光滑元件應(yīng)用越來越多，如藍寶石襯底、單晶硅表面、手機后蓋等，這類元件的加工批量大，其表面要滿足超光滑，光澤度高，色澤均勻，無劃傷等要求。目前，市場上的研磨拋光機都是采用平面互研原理，工件卡在游心輪中，在上下拋光盤的研磨作用下實現(xiàn)拋光。這種拋光方式的局限性就是只能加工平面，不能加工弧面等曲面。

磁流變液是一種智能材料，是由高導(dǎo)磁率、低磁滯性的微小軟磁性顆粒和非導(dǎo)磁性液體混合而成的懸浮體。它在常態(tài)下是液體，當加載磁場時，發(fā)生液—固相變，當去除磁場時，又發(fā)生固—液相變。在一定磁場強度范圍內(nèi)，磁流變液的表現(xiàn)粘度和磁場強度有關(guān)，這種現(xiàn)象稱為磁流變效應(yīng)。利用磁流變液的磁流變效應(yīng)，可以將磨粒聚集于拋光區(qū)域形成柔性磨頭，具有磨頭硬度可調(diào)，磨粒自銳，面型貼合好等優(yōu)點，用于拋光加工性能優(yōu)良。

現(xiàn)有的磁流變拋光裝置拋光作業(yè)時可以通過改變磁場強度改變磨頭的硬度，但整個拋光區(qū)域的材料去除模型是固定的，工件在加工過程中不能做多自由度運動，因此無法完成工件復(fù)雜曲面的拋光。

實用新型內(nèi)容

本實用新型的目的是提供一種結(jié)構(gòu)合理、運動靈活的磁流變拋光裝置的工件多自由度驅(qū)動機構(gòu)。

本實用新型提供的磁流變拋光裝置的工件多自由度驅(qū)動機構(gòu)，包括設(shè)在機架上的搖擺機構(gòu)、設(shè)在搖擺機構(gòu)上的公轉(zhuǎn)機構(gòu)和設(shè)在所述公轉(zhuǎn)機構(gòu)上的自轉(zhuǎn)機構(gòu)，所述工件設(shè)在所述自轉(zhuǎn)機構(gòu)上。

所述搖擺機構(gòu)包括設(shè)在機架上的擺動伺服電機、通過擺動主軸安裝在機架上的機頭，所述機頭和擺動伺服電機之間通過齒輪對嚙合；所述公轉(zhuǎn)機構(gòu)包括設(shè)在機頭上的公轉(zhuǎn)伺服電機、公轉(zhuǎn)大盤和工件運動架，公轉(zhuǎn)伺服電機通過公轉(zhuǎn)主軸與公轉(zhuǎn)大盤連接，工件運動架設(shè)在公轉(zhuǎn)大盤的下面；所述自轉(zhuǎn)機構(gòu)包括設(shè)在工件運動架上的工件自轉(zhuǎn)伺服電機和安裝工件的一個或多個工件軸，工件軸通過齒輪機構(gòu)與工件自轉(zhuǎn)伺服電機連接。

本實用新型的有益效果：

本實用新型的特點是在具有磁場的磁流變液中使工件做多個自由度的運動，在梯度磁場的作用下，由于液體形態(tài)的磁流變液會變成具有強粘彈性作用的液固態(tài)，其沿著磁力線方向形成的磁鏈將夾持著磨粒，相當于一個個磁柔性小磨頭，利用工件與磁流變液產(chǎn)生相對運動，通過控制工件的多自由度運動，能夠在一次裝夾下，同時對一個或多個工件的外表面進行拋光加工，其外表面可以是平面、弧面或復(fù)雜曲面。本實用新型結(jié)構(gòu)合理、運動靈活，通過試用證明：可以很有效的解決復(fù)雜形面難以拋光的難題，可減少工件加工的工序，有效提高拋光效率，同時應(yīng)用工件的多自由運動結(jié)構(gòu)，簡化了設(shè)備結(jié)構(gòu)。

下面結(jié)合附圖進一步說明本實用新型的技術(shù)方案。

附圖說明

圖1是磁流變拋光裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

圖1所示為磁流變拋光裝置，包括底座12和設(shè)在底座12一側(cè)的機架11，底座12上設(shè)有磁場發(fā)生裝置13，磁場發(fā)生裝置13的上面設(shè)有用于盛裝磁流變液的拋光液槽17，在機架11上設(shè)有升降機構(gòu)，升降機構(gòu)上設(shè)有位于所述拋光液槽17上方夾持工件14且使工件14做多個自由度運動的工件驅(qū)動機構(gòu)；所述升降機構(gòu)包括設(shè)在機架11上的伺服電機9和滑動座6，伺服電機9通過滾珠絲桿10與滑動座6連接，滑動座6安裝在沿機架11豎向布置的導(dǎo)軌8上；本實用新型提供的磁流變拋光裝置的工件多自由度驅(qū)動機構(gòu)包括設(shè)在升降機構(gòu)上的搖擺機構(gòu)、設(shè)在搖擺機構(gòu)上的公轉(zhuǎn)機構(gòu)和設(shè)在所述公轉(zhuǎn)機構(gòu)上的自轉(zhuǎn)機構(gòu)；搖擺機構(gòu)包括設(shè)在滑動座6上的擺動伺服電機5、通過擺動主軸7安裝在滑動座6上的機頭2，機頭2和擺動伺服電機5之間通過齒輪3、4嚙合；公轉(zhuǎn)機構(gòu)包括設(shè)在機頭2上的公轉(zhuǎn)伺服電機1、公轉(zhuǎn)大盤16和工件運動架15，公轉(zhuǎn)伺服電機1通過公轉(zhuǎn)主軸18與公轉(zhuǎn)大盤16連接，工件運動架15為多個設(shè)在公轉(zhuǎn)大盤16的下面；自轉(zhuǎn)機構(gòu)包括設(shè)在工件運動架15上的工件自轉(zhuǎn)伺服電機1502和安裝工件14的一個或多個工件軸1501，工件軸1501通過齒輪機構(gòu)1503與工件自轉(zhuǎn)伺服電機1502連接。

工作原理：通電后,磁流變液在梯度磁場的作用下，會沿著磁力線方向形成磁鏈，相當于一個個小磁性磨頭。工件驅(qū)動機構(gòu)驅(qū)動工件14在設(shè)有磁場的磁流變液中做多自由度運動對工件的表面進行拋光加工。伺服電機9通過滾珠絲桿10、滑動座6可驅(qū)動機頭2和工件14沿導(dǎo)軌8上下運動，擺動伺服電機5通過齒輪3、4驅(qū)動機頭2和工件14來回擺動，公轉(zhuǎn)伺服電機1驅(qū)動公轉(zhuǎn)大盤16、工件運動架15和工件14公轉(zhuǎn)，工件運動架15上的自轉(zhuǎn)伺服電機1502通過齒輪機構(gòu)1503驅(qū)動工件14自轉(zhuǎn)；當工件14與磁流變液相對運動時，磁流變液會對工件表面產(chǎn)生去除作用，從而實現(xiàn)拋光。