[发明专利]一种柱塞隔膜式磨粒流抛光工具头装置

说明书

本发明公开了一种柱塞隔膜式磨粒流抛光工具头装置，包括主轴箱，所述主轴箱上设置有复合凸轮式驱动机构，所述复合凸轮式驱动机构底部抵接设置有柱塞式磨粒流容纳筒，所述复合凸轮式驱动机构旋转带动柱塞式磨粒流容纳筒内设置的磨粒流往复运动。通过复合凸轮式驱动机构旋转带动设置有磨粒流的柱塞式磨粒流容纳筒，使柱塞式磨粒流容纳筒内具有粘弹性的磨粒流在挤压作用下通过加工表面或夹具与工件配合形成的受限空间，磨粒流中的磨粒对工件表面进行挤压、滑擦等作用实现确定性抛光加工。

技术领域

本发明涉及精密抛光设备技术领域，尤其是涉及一种柱塞隔膜式磨粒流抛光工具头装置。

背景技术

抛光加工是各种固体材料表面实现尺寸超精密、形状超准确、表面粗糙度极低的唯一手段，也是消除表层以下材料加工缺陷、损伤的最佳方法。抛光加工的适用范围广泛，能够胜任各种复杂型面的超精密加工。尤其对于光学、电子信息领域中使用的各种难加工材料复杂型面零件的加工，抛光加工工艺发挥着不可替代的作用。

传统抛光加工技术多采用散粒磨料低速加工方式，存在精度保持性较低、加工速度低等缺点，极大地影响了精密零件的生产率，尤其在大型光学自由曲面零件的加工中，研磨抛光加工的时间占到了整个加工时间的大部分，加工一件产品用时少则数百小时，多则数月。

对于目前广泛使用的慢速环形研磨抛光方式，运动形式多为研盘转动，工件相对于研盘自转与公转的形式，虽工艺相对简单，但存在去除函数不理想，适用工件面型单一，难以适应于复杂曲面的加工，工件尺寸、工件转速、研盘转速有严格限制等缺点；对于国外新采用的气囊抛光设备，其结构较复杂，球头形抛光头上磨粒回转半径较小，研磨抛光速度较低，使得加工效率提高不明显，虽适合于加工复杂型面零件，但在加工大中型超精密零件时效率较低，并且使用时加工成本很高。

磨料流加工是一种将半固着磨料介质往复挤压滑擦复杂表面以提高表面质量的非传统光整加工技术，具有较高的加工可达性，在复杂零部件的光整加工中显露出广阔的应用前景。磨料流加工技术是一项关于流体力学、材料学和机械制造等多学科交叉的光整加工技术。磨料流加工过程中挤推压力由活塞到磨粒磨削力之间的传递决定了磨料流加工效率和加工质量，超精密自由表面光学元件的加工，需要采用确定性抛光技术进行控制，而光学元件在采用确定性抛光控制技术下的加工精度与所采用抛光工具的去处函数轮廓有关。而目前使用的磨料流加工多用于零部件内部抛光，且无法进行定量式抛光。

例如一种在中国专利文献上公开的“基于工具导向的磨粒流喷涌式抛光装置”，其公告号“CN102990523A”，包括抛光导向工具、主轴机构和磨粒流机构；所述抛光导向工具包括一顶端开口、底端呈半球形的空心管道，所述空心管道的底端设置有若干个均匀分布的微细槽；所述主轴机构包括壳体，以及安装在壳体内的空心主轴、轴套、转子、定子和轴承；所述磨粒流机构包括箱体、搅拌器、磨屑吸附器、泵、单向调压阀、回收箱和管道。这种装置通过磨粒流对模具自由曲面抛光，因为磨粒流抛光的仿型性能好，因而不受曲面曲率变化的影响，但该方式仍无法控制磨粒流的流动方式，无法满足确定性抛光加工过程对理想去除函数的要求。为此，本发明提出一种柱塞隔膜式磨粒流抛光工具头装置。

发明内容

针对背景技术中提到的目前磨粒流抛光装置无法控制磨粒流的流动方式，无法满足确定性抛光加工过程对理想去除函数要求的问题，本发明提供了一种柱塞隔膜式磨粒流抛光工具头装置，通过复合凸轮式驱动机构旋转带动设置有磨粒流的柱塞式磨粒流容纳筒，使柱塞式磨粒流容纳筒内具有粘弹性的磨粒流在挤压作用下通过加工表面或夹具与工件配合形成的受限空间，磨粒流中的磨粒对工件表面进行挤压、滑擦等作用实现确定性抛光加工。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：