本发明专利技术提供一种用于获取超光滑表面的双转轮式弹性发射加工装置，包括公转单元和自转单元，所述公转单元包括公转电机和公转轴，所述公转电机驱动公转轴，所述自转单元与公转轴连接且由公转轴带动实现公转，所述自转单元包括自转电机、自转轴和抛光轮，所述自转轴由自转电机驱动，所述抛光轮固定安装在自转轴的一端且由自转轴带动实现自转，所述公转单元和自转单元通过螺栓与转接板连接在一起，转接板通过螺栓固定在机床上。本发明专利技术装置能够消除轮式EEM加工的光学元件表面的微细纹路，在平面甚至曲面上实现超光滑表面。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及到计算机控制光学加工领域，所专利技术的装置适用于去除轮式弹性发射加工(Elastic Emiss1n Machining, EEM)装置加工表面产生的微细纹路，获取超光滑表面。
技术介绍
现代光学提出超光滑光学表面的概念，即:表面粗糙度值小、表面和亚表面近乎无缺陷、表面加工残余应力低、表面晶体结构完整。基于流体动力效应的EEM是一种获取超光滑表面的方式，其机理为抛光轮旋转带动抛光液流动，抛光液中的纳米颗粒会以一定的速度撞击工件表面，具有一定动能的纳米颗粒克服工件表面势皇，与工件表面原子发生化学键和反应，形成一种氧化物，在流体剪切力的作用下，生成物被带走，形成材料去除。其中，抛光液流经抛光轮与工件之间的楔形间隙时，会产生压力的增大，这个压力使得抛光轮稳定悬浮在工件表面上方而不与其接触，避免了接触式抛光中的机械损伤问题；另外，与工件表面撞击的纳米颗粒所具有的动能不足以对工件表面造成塑性变形。基于上述原因，利用EEM抛光的表面是无损伤的超光滑表面，粗糙度可达0.lnm RMS以下。由于抛光轮带动抛光颗粒定向运动，就会沿同一方向发生材料去除，产生各向异性误差，在加工表面上所表现出来的就是周期性规则微细纹路，这种纹路会使得抛光表面粗糙度值增加。为了消除这一影响，进一步提高表面粗糙度，日本的金R正彦等人通过旋转工件来削弱纹路，结果粗糙度值提高到0.05nm RMS。但是这里存在一个问题，如果让工件旋转，那么加工区域只有工件中心位置，为了解决这一问题，本专利技术让抛光轮在自转的同时公转，扰乱抛光颗粒的运动轨迹。基于这一原理设计了一种用于获取超光滑表面的双转轮式弹性发射加工装置。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种用于获取超光滑表面的双转轮式弹性发射加工装置，该装置能够在加工的过程中消除轮式EEM装置加工表面产生的微细纹路，获取超光滑表面。本专利技术的技术方案是:—种用于获取超光滑表面的双转轮式弹性发射加工装置，包括公转单元和自转单元，所述公转单元包括公转电机和公转轴，所述公转电机驱动公转轴，所述自转单元与公转轴连接且由公转轴带动实现公转，所述自转单元包括自转电机、自转轴和抛光轮，所述自转轴由自转电机驱动，所述抛光轮固定安装在自转轴的一端且由自转轴带动实现自转，所述公转单元和自转单元通过螺栓与转接板连接在一起，转接板通过螺栓固定在机床上。在使用时，本专利技术安装在五轴联动机床上，待加工的工件安装在机床大理石平台上，具有X轴的平移自由度和C轴的转动自由度；而本专利技术用于获取超光滑表面的双转轮式弹性发射加工装置具有Y、Z轴的平移自由度和Α轴的转动自由度。其抛光轮在自转电机的带动下实现自转，自转单元通过螺栓连接到公转轴上，公转轴在公转电机的带动下转动，实现自转单元的公转。由于抛光轮在自转的同时公转，抛光颗粒的运动方向不再沿抛光轮切向速度方向，不规则的运动轨迹在工件表面产生不同方向的材料去除，从而避免各向异性误差，消除微细纹路。研究表明，轮式EEM抛光的材料去除效率正比于压力和剪切力。仿真结果表明，只要公、自转速度匹配合理，就可以在抛光区域产生压力和剪切力的增加，从而实现材料去除。所以该专利技术的内容能够达到预先期望的目标。进一步地，本专利技术所述公转单元中的公转电机安装在公转电机支撑座上，公转电机支撑座通过螺栓固定在转接板上，所述公转电机的输出轴连接减速器之后的转动轴和一公转同步带轮连接，另一公转同步带轮连接公转轴的上端，两个公转同步带轮之间通过公转同步带传递动力，公转轴的下端通过螺栓连接自转单元，公转电机通电之后带动自转单元旋转。所述公转单元还包括公转轴承端盖、公转轴承、公转轴承调整环和公转轴承锁紧螺母，所述公转轴的上下端均设有公转轴承端盖，两公转轴承端盖的内侧均设有一外套在公转轴上的公转轴承，两公转轴承之间设有公转轴承调整环，至少一公转轴承上设有公转轴承锁紧螺母。本专利技术所述自转单元包括支撑臂，所述支撑臂的上端通过螺栓连接在公转轴的下端，所述支撑臂上安装有自转电机，所述自转电机的转动轴和一自转同步带轮连接，另一自转同步带轮连接在自转轴的右端，两自转同步带轮之间通过自转同步带传递动力，自转轴的左端通过螺栓与抛光轮连接在一起，自转电机通电之后带动抛光轮旋转。 所述自转单元还包括自转轴承密封端盖、自转轴承锁紧螺母、自转轴承端盖、自转轴承和自转轴承调整环，所述自转轴的左端设有自转轴承密封端盖，自转轴的右端设有自转轴承端盖，自转轴承密封端盖和自转轴承端盖的内侧均设有一外套在自转轴上的自转轴承，两自转轴承之间设有自转轴承调整环，至少一自转轴承上设有自转轴承锁紧螺母。为了避免绕线，自转电机的动力通过与公转轴连接在一起的导电滑环接入，所述转接板上设置有导电滑环固定架，导电滑环的下方设置有与公转轴连接的导电滑环转接板，所述导电滑环固定在导电滑环固定架上。本专利技术的有益效果1、装置结构简单、可靠性高；2、本专利技术装置能够消除轮式EEM加工的光学元件表面的微细纹路，在平面甚至曲面上实现超光滑表面。【附图说明】图1是本专利技术的整体结构图；图2是图1的主视图，并对主视图进行了剖面视图和局部视图图3是图2的剖面视图；图4是图2的局部视图；图5是图1的左视图；图6是图1的俯视图。图中各标号表不:1、支撑臂2、公转轴3、自转轴承密封端盖4、自转轴承锁紧螺母5、自转轴6、抛光轮7、自转轴承端盖8、自转轴承9、自转轴承调整环10、公转轴承端盖11、公转轴承座12、公转轴承13、公转轴承调整环14、转接板15、公转轴承锁紧螺母16、公转电机支撑座17、公转同步带轮18、自转同步带轮19、自转同步带轮201、公转电机202、自转电机21、导电滑环22、导电滑环转接板23、防护罩24、自转同步带25、公转同步带26、抛光轮防护罩27、导电滑环固定架28、减速器【具体实施方式】下面将结合附图和实施例对本专利技术做进一步的说明。如图1-图6所示，本专利技术提供了一种用于获取超光滑表面的双转轮式弹性发射加工装置，该装置主要由公转单元和自转单元组成。所述公转单元包括公转电机和公转轴，所述公转电机201驱动公转轴2，所述自转单元与公转轴连接且由公转轴带动实现公转，所述自转单元包括自转电机、自转轴5和抛光轮6，抛光轮6外设有抛光轮防护罩26 ;所述自转轴5由当前第1页1 2 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于获取超光滑表面的双转轮式弹性发射加工装置，其特征在于：包括公转单元和自转单元，所述公转单元包括公转电机和公转轴，所述公转电机驱动公转轴，所述自转单元与公转轴连接且由公转轴带动实现公转，所述自转单元包括自转电机、自转轴和抛光轮，所述自转轴由自转电机驱动，所述抛光轮固定安装在自转轴的一端且由自转轴带动实现自转，所述公转单元和自转单元通过螺栓与转接板连接在一起，转接板通过螺栓固定在机床上。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：宋辞，李圣怡，李庆宇，石峰，胡皓，戴一帆，
申请(专利权)人：中国人民解放军国防科学技术大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43
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