[实用新型]五轴抛光机

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种抛光机，具体涉及一种五轴抛光机。

背景技术

目前，随着对光学系统性能要求的提高，对非球面光学元件的精度要求也越来越高。在非球面光学元件加工成型后，还要进行研磨和抛光以保证精度。

现有的抛光技术中，用作非球面抛光的方法有很多，包括电解抛光、流体抛光、化学抛光、超声波抛光和磁研抛光等。电解抛光是靠选择性的溶解材料表面微小凸出部分，使表面光滑。流体抛光是依靠高速流动的液体及其携带的磨粒冲刷工件表面以达到抛光的目的，常见的有磨料喷射加工、流体喷射加工、流体动力研磨等。化学抛光是将工件放入化学介质中，让工件材料表面微观凸出的部分较凹入的部分优先溶解，从而得到平滑的表面。超声波抛光是将工件放入磨料悬浮液中并一起置于超声波场中，依靠超声波的振荡作用，使磨料在工件表面磨削抛光。磁研抛光则是利用磁性磨料在磁场作用下形成磨料刷，对工件磨削加工。

对于非球面光学元件的加工可称为镜面加工，对表面平整度、光滑度以及几何精度有很高的要求。由于电解抛光、流体抛光等方法很难精确控制零件的几何精度，而化学抛光或磁研抛光等方法实现的表面质量都不能达到要求，所以精密的镜面加工一般以超精研抛的方式为主。

五轴抛光机是依靠材料表面的塑性变形来去掉抛光后的凸出部分而得到光滑表面，属于超精研抛的一种。五轴抛光机采用特制的磨具，在含有磨料的研抛液中，磨具紧压在工件加工表面上，作高速旋转运动。利用该项技术可以达到很高的表面精度，因此光学镜片（特别是非球面镜片）的精加工都采用五轴抛光机。

传统五轴抛光机的抛光头是由内置的气动阀门控制输出到抛光头的气压。在抛光过程中，抛光头的压力由操作员根据每一个零件的表面粗糙度的数值进行修订，在整个零件的抛光过程中保持该压力。但是，由于工件表面粗糙度一般都是不均匀的，抛光压力需要不断地调节而达到所需的抛光效果，这在传统五轴抛光机中是不可能实现的。

发明内容

针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种用气动装置来控制压力动态变化的五轴抛光机。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种五轴抛光机，包括五轴联动的主机架和数控部分，带有抛光夹具的抛光主轴安装在主机架上，抛光头安装在抛光头夹具上，抛光主轴具有中空的内腔，还具有气动压力控制装置，包括依次安装在抛光头主轴中空内腔上的气压控制伺服电机、与伺服电机的输出轴之间通过球形螺母相连的螺旋滚动条、与螺旋滚动条相连的活塞、与外部空压站经控制气阀相连的气缸、安装在气缸一端并与所述抛光头相连的压力薄膜。

本实用新型可进一步设置为所述气动压力控制装置还包括在气压控制伺服电机的输出轴上靠近螺旋滚动条安装的旋转式译码器。

本实用新型还可进一步设置为所述主机架上安装有防振装置。

本实用新型还可进一步设置为所述主机架包括床台与支架，所述防振装置为安装在床台和支架之间的磁吸振器。

本实用新型的有益效果是：采用上述结构，本实用新型所提供的五轴抛光机可以对非球面及自由曲面的光学表面进行快速抛光，修正镜片形状误差以提高产品的精确度，缩短加工时间而大大提高加工效率。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为图1的右视图；

图3为本实用新型中气动压力控制装置的结构示意图；

图4为非球面量测系统的示意图。

具体实施方式

如图1和图2所示，五轴抛光机主要包括五轴联动的主机架和数控部分。主机架包括固定在地面的支架15，安装在支架15上的横向床台11，安装在床台11上并可以相对于床台沿Y方向滑动的横梁12，安装在横梁12上并可以相对于横梁12沿Z轴方向滑动的立柱13，立柱13上伸出的悬臂14。在悬臂14的前端安装有带抛光头18的抛光主轴8。伺服电机l、2、3分别安装在床台11、横梁12和立柱13上，由数控部分控制带动横梁12、立柱13和悬臂14分别沿X、Y、Z轴运动。在悬臂14上还安装有伺服电机4，用于驱动抛光主轴8绕A轴运动。悬臂14上还安装有交流电机10，用于控制抛光轴8的自转速度。

工作台固定在床台11上，包括用于放置加工件7的回转平台6，和可带动平台6绕B轴转动的电机9。

由上描述可知，该五轴抛光机可以实现沿X、Y、Z的直线运动和沿A、B轴的转动，即所谓五轴联动。五轴联动系统在数控机床中为常见的公知结构，对其具体的特征、控制机构和工作原理不再赘述。