[發明專利]一種柱塞隔膜式磨粒流拋光工具頭裝置

有效

• 申請號: 202010947452.6
• 申請日: 2020-09-10
• 公開（公告）號: CN112139858B
• 公開（公告）日: 2022-03-22
• 發明（設計）人: 郭宗福
• 申請（專利權）人: 杭州電子科技大學
• 主分類號: B24B1/00
• 分類號: B24B1/00
• 代理公司: 杭州杭誠專利事務所有限公司 33109
• 代理人: 尉偉敏

本發明公開了一種柱塞隔膜式磨粒流拋光工具頭裝置，包括主軸箱，所述主軸箱上設置有復合凸輪式驅動機構，所述復合凸輪式驅動機構底部抵接設置有柱塞式磨粒流容納筒，所述復合凸輪式驅動機構旋轉帶動柱塞式磨粒流容納筒內設置的磨粒流往復運動。通過復合凸輪式驅動機構旋轉帶動設置有磨粒流的柱塞式磨粒流容納筒，使柱塞式磨粒流容納筒內具有粘彈性的磨粒流在擠壓作用下通過加工表面或夾具與工件配合形成的受限空間，磨粒流中的磨粒對工件表面進行擠壓、滑擦等作用實現確定性拋光加工。

技術領域

本發明涉及精密拋光設備技術領域，尤其是涉及一種柱塞隔膜式磨粒流拋光工具頭裝置。

背景技術

拋光加工是各種固體材料表面實現尺寸超精密、形狀超準確、表面粗糙度極低的唯一手段，也是消除表層以下材料加工缺陷、損傷的最佳方法。拋光加工的適用范圍廣泛，能夠勝任各種復雜型面的超精密加工。尤其對于光學、電子信息領域中使用的各種難加工材料復雜型面零件的加工，拋光加工工藝發揮著不可替代的作用。

傳統拋光加工技術多采用散粒磨料低速加工方式，存在精度保持性較低、加工速度低等缺點，極大地影響了精密零件的生產率，尤其在大型光學自由曲面零件的加工中，研磨拋光加工的時間占到了整個加工時間的大部分，加工一件產品用時少則數百小時，多則數月。

對于目前廣泛使用的慢速環形研磨拋光方式，運動形式多為研盤轉動，工件相對于研盤自轉與公轉的形式，雖工藝相對簡單，但存在去除函數不理想，適用工件面型單一，難以適應于復雜曲面的加工，工件尺寸、工件轉速、研盤轉速有嚴格限制等缺點；對于國外新采用的氣囊拋光設備，其結構較復雜，球頭形拋光頭上磨粒回轉半徑較小，研磨拋光速度較低，使得加工效率提高不明顯，雖適合于加工復雜型面零件，但在加工大中型超精密零件時效率較低，并且使用時加工成本很高。

磨料流加工是一種將半固著磨料介質往復擠壓滑擦復雜表面以提高表面質量的非傳統光整加工技術，具有較高的加工可達性，在復雜零部件的光整加工中顯露出廣闊的應用前景。磨料流加工技術是一項關于流體力學、材料學和機械制造等多學科交叉的光整加工技術。磨料流加工過程中擠推壓力由活塞到磨粒磨削力之間的傳遞決定了磨料流加工效率和加工質量，超精密自由表面光學元件的加工，需要采用確定性拋光技術進行控制，而光學元件在采用確定性拋光控制技術下的加工精度與所采用拋光工具的去處函數輪廓有關。而目前使用的磨料流加工多用于零部件內部拋光，且無法進行定量式拋光。

例如一種在中國專利文獻上公開的“基于工具導向的磨粒流噴涌式拋光裝置”，其公告號“CN102990523A”，包括拋光導向工具、主軸機構和磨粒流機構；所述拋光導向工具包括一頂端開口、底端呈半球形的空心管道，所述空心管道的底端設置有若干個均勻分布的微細槽；所述主軸機構包括殼體，以及安裝在殼體內的空心主軸、軸套、轉子、定子和軸承；所述磨粒流機構包括箱體、攪拌器、磨屑吸附器、泵、單向調壓閥、回收箱和管道。這種裝置通過磨粒流對模具自由曲面拋光，因為磨粒流拋光的仿型性能好，因而不受曲面曲率變化的影響，但該方式仍無法控制磨粒流的流動方式，無法滿足確定性拋光加工過程對理想去除函數的要求。為此，本發明提出一種柱塞隔膜式磨粒流拋光工具頭裝置。

發明內容

針對背景技術中提到的目前磨粒流拋光裝置無法控制磨粒流的流動方式，無法滿足確定性拋光加工過程對理想去除函數要求的問題，本發明提供了一種柱塞隔膜式磨粒流拋光工具頭裝置，通過復合凸輪式驅動機構旋轉帶動設置有磨粒流的柱塞式磨粒流容納筒，使柱塞式磨粒流容納筒內具有粘彈性的磨粒流在擠壓作用下通過加工表面或夾具與工件配合形成的受限空間，磨粒流中的磨粒對工件表面進行擠壓、滑擦等作用實現確定性拋光加工。

為了實現上述目的，本發明采用以下技術方案：