液流懸浮超精密圓柱體拋光頭的配模裝置的製作方法
2023-11-06 00:01:07
專利名稱：液流懸浮超精密圓柱體拋光頭的配模裝置的製作方法
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，特別適用於液流懸 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，精密模具複雜型腔的溝槽、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，藉助流體動壓力，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、滾動和衝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恆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，製作出裝配在連接電機頭的加工杆上的圓柱體拋光頭，這樣就存在以下缺點 1.配模後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於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製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。本實用新型採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，包括用於消除傳動絲槓回程誤差的計 算機數控模塊，所述的計算機數控模塊包括位於工具機上的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槓，所述 的傳動絲槓上設有用於調整其位置的滑塊，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，其特徵在於所述的Z向保持架的一側固定有用於帶動加工杆高速旋轉的 高速電機，所述的加工杆連接在所述的高速電機的下方，所述的加工杆上過盈安裝有隨其 高速旋轉的彈性圓柱體拋光頭；所述的圓柱體拋光頭和用於去除其表面多餘材料的圓整加 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向的步進電機的後側裝有用於調節其轉 向的手動轉向裝置。[0008]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 座固定在所述的工具機上。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採用最高可達每分鐘20000轉的高速電機，其徑 向跳動在1 μ m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杆高速 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餘 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，採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槓的回程誤差後，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後，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 夠在不同的時間裡與圓整加工裝置有不同深度的接觸，有效的去除多餘材料。配模後期，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於(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恆定微米級間隙；(2)排除了圓柱體拋光頭因加工杆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，解決了傳統配模後圓柱體拋光頭表面 過於光滑的問題，改善後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。
圖1是本實用新型的結構示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型作進一步說明參照圖1，本實用新型所述的液流懸浮超精密圓柱體拋光頭的配模裝置，包括用於 消除傳動絲槓15回程誤差的計算機數控模塊1，所述的計算機數控模塊1包括位於工具機6 上的X向步進電機11、Y向步進電機12和Z向步進電機13，所述的Z向步進電機13上連 接有聯軸器14，所述的聯軸器14上連接有傳動絲槓15，所述的傳動絲槓15上設有用於調 整其位置的滑塊16，所述的滑塊16與X向保持架17、Y向保持架18和Z向保持架19配合 連接，所述的Z向保持架19的一側固定有用於帶動加工杆3高速旋轉的高速電機2，所述的 加工杆3連接在所述的高速電機2的下方，所述的加工杆3上過盈安裝有隨其高速旋轉的 彈性圓柱體拋光頭4;所述的圓柱體拋光頭4和用於去除其表面多餘材料的圓整加工裝置5 上的圓整面51接觸。所述的圓柱體拋光頭4為中孔的圓柱形聚氨脂橡膠拋光頭。[0021]所述的X向步進電機11和所述的Y向的步進電機12的後側裝有用於調節其轉向 的手動轉向裝置7。所述的圓整面51緊連在所述的圓整加工裝置5的磁性表座52上，所述的磁性表 座52固定在所述的工具機6上。所述的圓整面51為金剛石銼刀或者砂紙。 本實用新型的技術構思為電機採用最高可達每分鐘20000轉的高速電機2，其徑 向跳動在1 μ m以內，高速旋轉的電機2帶動其上有過盈安裝的圓柱體拋光頭4的加工杆3 高速旋轉。高速旋轉的圓柱體拋光頭4與圓整加工裝置5接觸，從而去除圓柱體拋光頭4 表面的多餘材料，減少圓柱體拋光頭4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，採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1在消除傳動絲槓15的回程誤差後，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後，就可以通過計算機控制系統 準確測量圓柱體拋光頭4的直徑。通過數控技術，可以預先設定圓柱體拋光頭4的運動軌 跡，使其能夠在不同的時間裡與圓整加工裝置5有不同深度的接觸，有效的去除多餘材料。 配模後期，圓整加工裝置5的磁性表座52上的圓整面51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4的表面，以滿足特定實驗需求。本說明書實施例所述的內容僅僅是對實用新型構思的實現形式的列舉，本實用新 型的保護範圍不應當被視為僅限於實施例所陳述的具體形式，本實用新型的保護範圍也及 於本領域技術人員根據本實用新型構思所能夠想到的等同技術手段。
權利要求1.液流懸浮超精密圓柱體拋光頭的配模裝置，包括用於消除傳動絲槓回程誤差的計算 機數控模塊，所述的計算機數控模塊包括位於工具機上的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槓，所述的 傳動絲槓上設有用於調整其位置的滑塊，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，其特徵在於所述的Z向保持架的一側固定有用於帶動加工杆高速旋轉的高 速電機，所述的加工杆連接在所述的高速電機的下方，所述的加工杆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於去除其表面多餘材料的圓整加工 裝置上的圓整面接觸。
2.根據權利要求1所述的液流懸浮超精密圓柱體拋光頭的配模裝置，其特徵在於所 述的圓柱體拋光頭為中孔的圓柱形聚氨脂橡膠拋光頭。
3.根據權利要求1所述的液流懸浮超精密圓柱體拋光頭的配模裝置，其特徵在於所 述的X向步進電機和所述的Y向的步進電機的後側裝有用於調節其轉向的手動轉向裝置。
4.根據權利要求1或2所述的液流懸浮超精密圓柱體拋光頭的配模裝置，其特徵在於 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。
5.根據權利要求4所述的液流懸浮超精密圓柱體拋光頭的配模裝置，其特徵在於所 述的圓整面為金剛石銼刀或者砂紙。
專利摘要液流懸浮超精密圓柱體拋光頭的配模裝置，包括用於消除傳動絲槓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於工具機上的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槓，所述的傳動絲槓上設有用於調整其位置的滑塊，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，所述的Z向保持架的一側固定有用於帶動加工杆高速旋轉的高速電機，所述的加工杆連接在所述的高速電機的下方，所述的加工杆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於去除其表面多餘材料的圓整加工裝置上的圓整面接觸。結構簡單，加工精度高，成本較低。
文檔編號B24D18/00GK201881287SQ20102059622
公開日2011年6月29日 申請日期2010年11月8日 優先權日2010年11月8日
發明者何劍敏, 侯海鵬, 於加峰, 洪滔, 王超榮 申請人:浙江工業大學