[发明专利]一种可自倾斜气囊抛光加工装置

权利要求书

1.一种可自倾斜气囊抛光加工装置，包括旋转电机、电机基座、第一伞齿轮、旋转接头，第二伞齿轮、安装基座、电推杆、转动轴、万向节传动机构、倾斜底座、气囊工具头、球铰座、软管、第一轴承、工具基座、第二轴承、球轴承、第三轴承、第一轴承端盖、万向节前轴、万向节后轴、十字传动架、第二轴承端盖、橡胶圈槽、推杆套筒、推杆、推杆小电机、球铰底座和球铰连接头；

上述组成部分的连接关系为：

安装基座固定在精密数控机床上实现装置的整体运动；旋转电机通过螺钉固定在电机基座上，通过销柱与第一伞齿轮相连；电机基座通过螺钉固定在安装基座上；第二伞齿轮通过销柱固定在转动轴上端，与第一伞齿轮精密配合，实行齿轮传动；转动轴上端接旋转接头，下端与万向节传动机构中的万向节前轴相联，并通过第三轴承和第二轴承端盖固定在安装基座上；安装基座下表面和倾斜底座上表面分别安装有六个球铰座，两两一组，每个表面安装三组成正三角形排布；六个电推杆倾斜排布在安装基座和倾斜底座之间，上端与安装基座下表面的球铰座连接，下端与倾斜底座上表面上相邻的球铰座连接；万向节传动机构包括万向节前轴、十字传动架和万向节后轴，其中万向节前轴和万向节后轴通过十字传动架榜相连，第一轴承端盖将第一轴承固定在万向节后轴上，然后通过球轴承固定在倾斜底座上；软管上端与转动轴相连，下端与万向节后轴相连；轴承端盖将第三轴承固定在转动轴上端，转动轴与安装基座相连；倾斜底座通过球轴承和第一轴承相连；工具基底通过第二轴承与倾斜底座接触；

所述的可自倾斜气囊抛光加工装置的工作过程如下：

根据光学非球面或自由曲面上待加工点的法线，获得气囊工具头转轴相对于水平面的二维倾斜角；调整安装基座和倾斜底座之间每个电推杆的伸缩量，使倾斜底座产生绕球轴承的旋转，实现倾斜底座二维倾斜，然后通过第二轴承使工具基座发生同样的倾斜，最终使安装在倾斜底座上的气囊工具转轴倾斜，并与光学表面待加工点的法线重合；利用精密数控机床移动所述的一种可自倾斜气囊抛光加工装置，直至倾斜底座的旋转球心与待加工点的法线重合，且距待加工点的距离为气囊半径减去下压量，实现气囊工具头与待加工点的接触；旋转电机过第一伞齿轮带动第二伞齿轮转动，第二伞齿轮带动转动轴、万向节传动机构、工具基座和气囊工具头一起转动；压缩气体通过旋转接头、转动轴、软管、万向节后轴、工具基座，到达气囊工具头内部，实现气压的在线控制；由于气囊工具头与待加工点的相对运动和相对压力，实现对工件表面材料的去除加工。

2.根据权利要求1所述的一种可自倾斜气囊抛光加工装置，其特征在于：所述电推杆安装于安装基座和倾斜底座之间，通过调节电推杆的伸缩量，使倾斜底座产生绕球轴承的旋转，实现倾斜底座的二维倾斜。

3.根据权利要求1所述的一种可自倾斜气囊抛光加工装置，其特征在于：所述倾斜底座可以实现二维方向的倾斜，然后通过第二轴承使工具基座发生同样的倾斜，最终使安装在工具基座上的气囊工具头转轴倾斜，并与光学表面上的待加工点法线重合。

4.根据权利要求1所述的一种可自倾斜气囊抛光加工装置，其特征在于：所述第一伞齿轮和第二伞齿轮具有相同的模数和齿形；第一伞齿轮固定在旋转电机轴上，第二伞齿轮固定在转动轴上端；根据需要选择不同的齿数比，达到改变减速比，适用不同类型加工曲面的效果。

5.根据权利要求1所述的一种可自倾斜气囊抛光加工装置，其特征在于：所述气囊工具头中使用的气体由外部气泵产生，经由旋转接头、转动轴、软管、万向节后轴、工具基座，到达气囊工具头内部，实现气囊内部气压的控制和调节。

6.根据权利要求1所述的一种可自倾斜气囊抛光加工装置，其特征在于：所述气囊工具头中气囊半径与球轴承的旋转中心重合，可以简化所述的一种可自倾斜气囊抛光加工装置的控制方法，降低控制难度。

7.根据权利要求1所述的一种可自倾斜气囊抛光加工装置，其特征在于：所述工具基座安装气囊抛光工具，或传统沥青盘抛光工具。