[发明专利]基于液压机构的液动压悬浮抛光装置

说明书

技术领域

本发明涉及抛光领域，提出了一种基于液压机构的液动压悬浮抛光装置，主要应用于机械、光学、电子等领域。

背景技术

超精密加工是获得高形状精度、表面精度和表面完整性的必要手段。随着对产品质量和多样化的要求日益提高，对超精密加工提出了更多、更高的要求。超精密抛光是目前最主要的终加工手段。

目前，非接触式抛光是获得超光滑表面的主要抛光方法。非接触抛光是指使工件与抛光盘在抛光中不发生接触，仅用抛光液中的微细粒子冲击工件表面，以获得加工表面的良好面形精度，去除量为几个到几十个原子级的抛光方法。

常见的非接触抛光，如浮法抛光，其液动压效应较弱，加工效率低，不能完全消除抛光引起的表面残余应力；如动压浮离抛光，抛光压力分布不均匀，驱动轴回转精度要求高，抛光起始和终了阶段仍存在工件与磨粒的直接接触。

发明内容

为了解决现有非接触抛光装置液动压效应弱、加工效率低和设备成本高等问题，本发明提出了一种能够精确定位初始加工为止，实现纳米级的定位精度、提供稳定的液动压力并能很好的克服抛光部件的自重，实现抛光过程液动压使的抛光盘悬浮的基于液压机构的液动压悬浮抛光装置。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：基于液压机构的液动压悬浮抛光装置，包括升降部件和抛光部件，所述升降部件包括底座、滚动导轨、滑动轴套、滚珠丝杠、第一联轴器、中间支撑板、上盖板以及步进电机，所述底座和上盖板之间通过四根滚动导轨进行支撑，四个滑动轴套套装在四根滚动导轨上，所述中间支撑板与四个滑动轴套固定连接；所述中间支撑板上设有丝杠螺母，与所述丝杠螺母相配合的滚珠丝杠穿过所述中间支撑板，且滚珠丝杠的上下两端分别通过轴承固定在上盖板和底座上，滚珠丝杠的上端连接步进电机，步进电机安装在上盖板上，步进电机转动时驱动滚珠丝杠转动从而带动中间支撑板沿四根滚动导轨上下滑动；所述抛光部件包括抛光工具盘、抛光液容器、第二联轴器、滚珠花键轴、固定板、导柱、动板、微型液压缸、液压泵、带轮、同步带和伺服电机，滚珠花键轴穿过动板并通过第二联轴器与抛光工具盘连接，滚珠花键轴的上端固定在动板上；固定板固定在中间支撑板上，且动板和中间支撑板之间设有四根竖直安装的导柱，动板套装在所述导柱上且能沿所述导柱上下运动；所述伺服电机固定在中间支撑板上，带轮安装在滚珠花键轴上，带轮通过同步带连接伺服电机，所述伺服电机通过同步带驱动带轮，将动力传递给滚珠花键轴，并带动抛光工具盘的高速转动；所述中间支撑板上还设有微型液压缸和液压泵，液压泵通过油管与微型液压缸连接，微型液压缸的气缸头与动板固定连接，液压泵通过控制微型液压缸的运动克服动板、滚珠花键轴和抛光工具盘在抛光时的自重；所述抛光液容器设在所述抛光工具盘正下方的底座上。

进一步的，所述步进电机通过第一联轴器与滚珠丝杠连接。

进一步的，所述伺服电机通过电机座固定在中间支撑板上。

进一步的，所述滚珠花键轴的上端还设有测力传感器。

进一步的，所述第二联轴器为双膜片联轴器。

升降部件工作时，步进电机通过第一联轴器与滚珠丝杠连接，将动力传递给滚珠丝杠，进而带动中间支撑板升降，步进电机的最小细分可以满足微米级的定位精度要求，且滚动导轨和滚珠丝杠灵敏度高，运动平稳，低速时不易出现爬行现象，因而可以达到微米级定位精度的要求。

抛光部件工作时，伺服电机驱动带轮，通过皮带将动力传递给滚珠花键轴，滚珠花键轴和抛光工具盘通过双膜片联轴器连接，从而实现抛光工具盘的高速旋转。用液压机构克服动板、滚珠花键轴以及抛光工具盘的自重。待加工的工件通过石蜡贴于抛光工具盘的下底面，抛光工具盘浸没于盛有抛光液的容器内并保持一定的抛光间隙，当受到一定的液动压力时，抛光工具盘带动滚珠花键轴和动板通过导柱上浮，从而实现对工件的液动压悬浮抛光。

与现有技术箱壁，本发明具有以下优点：采用液压机构克服了抛光部件的自重，实现了抛光过程中液动压使抛光盘悬浮的目的；采用了抛光液浸没抛光工具和工件的浸液环境，有利于降低抛光过程中摩擦热带来的负面作用；伺服电机通过带轮直接驱动抛光工具盘，避免了复杂的传动环节造成的误差积累，提高了加工精度。

附图说明

图1为本发明基于液压机构的液动压悬浮抛光装置的三维图。

图2为本发明基于液压机构的液动压悬浮抛光装置的后视图。

图3为本发明基于液压机构的液动压悬浮抛光装置的左视图。