一种新型振动激励研磨抛光工具头装置，包括连接底座、振动源、安装帽、连接套，研磨元件或抛光元件，柔性隔离垫，振动传感器。连接底座的上端和连接套内孔的下端固连，安装帽和连接套内孔的上端固连，振动源设在安装帽内，振动源的上表面和安装帽的上端的下表面固连，隔离垫的下表面和安装帽的上端的上表面固连，研磨元件或抛光元件的下表面和隔离垫的上表面固连，振动传感器固定在连接底座上。连接底座上设有导线穿孔。本发明专利技术具有结构合理，工作性能好、作业成本低、具有较广的应用场合与前景的优点。
【技术实现步骤摘要】
新型振动激励研磨抛光工具头装置
本专利技术涉及一种新型的振动激励研磨、抛光工具头装置，属于研磨、抛光设备
技术介绍
研磨、抛光加工技术是实现超精密几何尺寸、超准确面形精度和超光滑表面的常用加工手段，也是消除加工引起的亚表面损伤的最佳方法。研磨与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，研磨与抛光工艺发挥着不可替代的作用。传统研磨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。还有采用现有的光学元件抛光加工工具头装置，为实现满足光学元件确定性抛光需要的近高斯形去除函数，其运动方式包括空间位置运动和抛光头运动，比如英国Zeeko公司的气囊抛光机床为得到近高斯形去除函数，达到了7轴控制。轴数越多对机床的性能要求越高，成本也越高。
技术实现思路
本专利技术的主要专利技术目的，是提供一种新型的振动激励研磨、抛光工具头装置，该振动激励研磨抛光装置采用可调频的振动源对抛光单元进行激励运动，可实现计算机控制，可以减小抛光头运动的控制轴数，具有提高研磨抛光速度、避免研磨磨粒固结、研磨抛光轨迹复杂、去除函数可控等特点。本专利技术所用的技术方案是：一种新型振动激励研磨抛光工具头装置，包括连接底座、振动源、安装帽、连接套，研磨元件或抛光元件，柔性隔离垫，振动传感器。连接底座的上端和连接套内孔的下端固连，安装帽和连接套内孔的上端固连，振动源设在安装帽内，振动源的上表面和安装帽的上端的下表面固连，隔离垫的下表面和安装帽的上端的上表面固连，研磨元件或抛光元件的下表面和隔离垫的上表面固连，振动传感器固定在连接底座上。连接底座上设有导线穿孔。这里研磨元件为研磨丸片或砂纸，抛光元件为抛光元件为抛光垫。另外，安装帽根据需求可以设计出不同的形状，比如安装帽上端的上表面可以设计成球面，还有研磨元件或抛光元件系通过镶嵌或黏贴的形式和固定在安装帽上端上表面上的柔性隔离垫固连，而柔性隔离垫为聚氨酯或橡胶制件。此外，振动源和计算机相连，振动频率可以控制调整，以保证抛光质量、抛光效率以及作业成本符合要求。实际使用时，连接底座安装在机床Z轴滑台或主轴单元上，电源线和传感器信号线通过底座上的相应的导线穿孔与振动源及振动传感器相连接。在连接套的限制下，振动源带动安装帽振动从而带动固定在安装帽上的研磨元件或抛光元件进行多自由度摆动或振动，振动传感器则进行同步检测以便实现对新型振动激励研磨抛光工具头装置的振动状态实现闭环控制。与现有技术相比，本专利技术解决了对抛光头回转的需求，减小了控制轴数，避免了回转中心去除率低、有温度聚集的影响，简化了装置结构。本专利技术可以实现手工抛光的平移动抛光方式；可以在模组的基础上搭建模组矩阵，实现大尺寸、复杂表面的抛光；可以进行研磨、抛光等多种加工方式。本专利技术具有结构合理，工作性能好和作业成本低的优点。作为优选，连接底座的上端为圆柱体，连接底座的下端边缘位于连接套外，连接底座上设有一个导通连接底座的上端的上端面和连接底座的下端的下端面的通孔，振动传感器固定在通孔的孔壁上。进一步地优选，连接底座的下端为和连接底座的上端同轴的圆柱体，通孔是和连接底座的上端同轴的圆柱孔。本优选方案，结构合理，加工制造容易，有利于降低加工成本。作为优选，连接套为一种波纹管或一种薄壁塑料管。本优选方案，取材容易，使用维护成本低。作为优选，振动源包括电机和偏心块。电机的机壳的上表面构成振动源的上表面，偏心块固定在电机的输出轴的下端。本优选方案，结构和使用维护简单、激振力大、使用寿命长、经济实用。作为优选，振动源为超声波振动装置。本优选方案，振动频率易于调整变化，适应性广，本专利技术具有较广的应用场合与前景。综上所述，本专利技术的有益效果是：与现有技术相比，本专利技术解决了对抛光头回转的需求，减小了控制轴数，避免了回转中心去除率低、有温度聚集的影响，简化了装置结构。本专利技术可以实现手工抛光的平移动抛光方式；可以在模组的基础上搭建模组矩阵，实现大尺寸、复杂表面的抛光；可以进行研磨、抛光等多种加工方式。本专利技术具有结构合理，工作性能好和作业成本低的优点。其中，当振动源由电机和偏心块构成时，具有结构和使用维护简单、激振力大、使用寿命长、经济实用的优点；当振动源为超声波振动装置时，振动频率易于调整变化，适应性广，本专利技术具有较广的应用场合与前景。附图说明图1：本专利技术的结构示意图；图中：连接底座1、连接底座的上端1.1、连接底座的下端1.2、通孔1.3、振动源2、电机2.1、偏心块2.2、安装帽3、连接套4，研磨元件或抛光元件5，柔性隔离垫6，振动传感器7。具体实施方式下面通过实施例，并结合附图，对本专利技术的技术方案作进一步具体的说明。实施例一：如图1所示，本专利技术包括连接底座1、振动源2、安装帽3、连接套4，研磨元件或抛光元件5，柔性隔离垫6，振动传感器7。振动源2和计算机相连，连接套4为柔性连接套，连接底座1的上端1.1和连接套4内孔的下端固连，安装帽3和连接套4内孔的上端固连，振动源2设在安装帽3内，振动源2的上表面和安装帽3的上端的下表面固连，隔离垫6的下表面和安装帽3的上端的上表面固连，研磨元件或抛光元件5的下表面和隔离垫6的上表面固连，振动传感器7固定在连接底座1上，连接底座1上设有导线穿孔。作为优选，连接底座1的上端1.1为圆柱体，连接底座1的下端1.2为和连接底座的上端1.1同轴的圆柱体，连接底座1上设有一个导通连接底座1的上端1.1的上端面和连接底座1的下端的下端面的通孔1.3，通孔1.3是和连接底座1的上端1.1同轴的圆柱孔，振动传感器7固定在通孔1.3的孔壁上。振动源2包括电机2.1和偏心块2.2；电机2.1的机壳的上表面构成振动源2的上表面，偏心块2.2固定在电机2.1的输出轴的下端，相应的电机2.1和振动传感器7均通过穿过通孔1.3的导线和图中未示出的计算机电连接。连接套4则为一种薄壁塑料管或一种波纹管。实施例二：实施例二与实施例一的不同点在于，实施例二中，所述振动源2为超声波振动装置。以上所述之具体实施例仅为本专利技术较佳的实施方式，而并非以此限定本专利技术的具体实施结构和实施范围。事实上，依据本专利技术所述之形状、结构和设计目的也可以作出一些等效的变化。因此，凡依照本专利技术所述之形状、结构和设计目的所作出的一些等效变化理应均包含在本专利技术的保护范围内，也即这些等效变化都应该受到本专利技术的保护。本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种新型振动激励研磨抛光工具头装置，其特征是：包括连接底座（1）、振动源（2）、安装帽（3）、连接套（4）， 研磨元件或抛光元件（5）， 柔性隔离垫（6）， 振动传感器（7）；振动源（2）和计算机相连，连接套（4）为柔性连接套，连接底座（1）的上端（1.1）和连接套（4）内孔的下端固连，安装帽（3）和连接套（4）内孔的上端固连，振动源（2）设在安装帽（3）内，振动源（2）的上表面和安装帽（3）的上端的下表面固连，隔离垫（6）的下表面和安装帽（3）的上端的上表面固连，研磨元件或抛光元件（5）的下表面和隔离垫（6）的上表面固连，振动传感器（7）固定在连接底座（1）上，连接底座（1）上设有导线穿孔。
【技术特征摘要】
1.一种新型振动激励研磨抛光工具头装置，其特征是：包括连接底座（1）、振动源（2）、安装帽（3）、连接套（4），研磨元件或抛光元件（5），柔性隔离垫（6），振动传感器（7）；振动源（2）和计算机相连，连接套（4）为柔性连接套，连接底座（1）的上端（1.1）和连接套（4）内孔的下端固连，安装帽（3）和连接套（4）内孔的上端固连，振动源（2）设在安装帽（3）内，振动源（2）的上表面和安装帽（3）的上端的下表面固连，隔离垫（6）的下表面和安装帽（3）的上端的上表面固连，研磨元件或抛光元件（5）的下表面和隔离垫（6）的上表面固连，振动传感器（7）固定在连接底座（1）上，连接底座（1）上设有导线穿孔。2.根据权利要求1所述的新型振动激励研磨抛光工具头装置，其特征是：连接底座（1）的上端（1.1）为圆柱体，连接底座（1）的下端（1.2）边缘位于连接套（4）外，连接底座（1）上设有一个导通连接底座（1）的上端（1.1）的上端面...
【专利技术属性】
技术研发人员：郭宗福，王文，
申请(专利权)人：杭州电子科技大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33
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