一种精密气囊抛光工具系统技术方案

一种精密气囊抛光工具系统，涉及抛光工具。设有抛光头、液压胀套、动平衡固定盘、动平衡滑环、下端盖、通气孔软管接头、主轴箱体、摆臂、上端盖、电机、螺旋水套、主轴、套筒、电机编码器、电机罩和轴承；抛光头固定于主轴末端，主轴经轴承和上下端盖定位于主轴箱体中，主轴箱体套于摆臂上，通气孔软管接头穿过摆臂与主轴箱体连通；动平衡固定盘固定于摆臂底部，动平衡滑环固定在主轴端部的轴肩上，电机动子固定于主轴上，螺旋水套固定于电机定子上并置于电机动子外部；电机编码器固定于主轴顶端，套筒套于螺旋水套上部，电机罩压紧套筒并固定于电机外壳上；抛光头的气囊套于轴端连接头上，弹性套套于气囊上，传感器贴于气囊内壁。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及抛光工具，尤其是涉及一种精密气囊抛光工具系统。
技术介绍
气囊式抛光技术是由英国ZEEKO公司和英国伦敦光学实验室于20世纪90年代联合提出的抛光新技术。其采用具有一定充气压力的球冠形气囊作为抛光工具，不仅可以保证抛光头与被抛光工件表面吻合性好，而且可以通过调节气囊内部压力控制抛光效率和被抛光工件的表面质量，是一种极具发展潜力的抛光方法，尤其适用于非球面和自由曲面的抛光，已被成功地应用于EUR050大型天文望远镜工程。气囊抛光采用一种独特的进动运动方式，即抛光过程中，气囊自转轴始终与工件局部法线呈固定角度(称进动角)进行抛光。 抛光气囊的外形为柔性的球冠，外面粘贴专用的抛光模，如聚氨酯抛光垫、抛光布等。将其装于旋转的工作部件上，形成封闭的腔体，腔内充入低压气体，并可控制气体的压力。 抛光气囊随旋转工作部件而旋转，通过抛光液的作用，达到抛光玻璃表面的目的。目前所使用的气囊抛光工具有以下几点不足I)主轴在高速旋转时主轴没有保证一定的动平衡。由于主轴在工作时转速可达 3000r/min，一微小的不平衡都可以导致很大的偏心力矩，所以调节其动平衡是很有必要的。2)抛光接触区的应力无法采集。气囊抛光属于确定性抛光，其去除函数模型的获取直接最终加工 后面型的精度。由于气囊抛光时的去除函数根据普林斯顿方程，可用下式表不:Γ n dz—=k · p · vdt ^式中 为材料去除率，k为去除比例系数，和抛光的条件有关，如抛光垫材料，抛光at液材料等，可通过实验获取；V为抛光速度，可以通过运动模型运算得出；P为接触区应力， 目前只能理论推算，但是推算结果与实际结果有一定的差距，故采用实验手段来获取接触区的应力分布显得尤为必要。3)气囊的轴向拉升变形。气囊的轴向拉升变形将直接导致抛光时，气囊的下压量难以控制，导致加工难以开展。4)电机发热严重。中国专利CN101829945A公开一种主辅复合式气囊抛光工具，包括气囊，气体传送轴和气泵，气囊包括保持架和气囊外罩，气囊外罩安装于保持架；气体传送轴的空心段与保持架的另一端连接，气体传送轴的实心端与一旋转驱动机构连接；气体传送轴套装于一气体导通套内，气体导通套上设有通孔，通孔与气泵的出气口连通，气体导通套与气体传送轴之间密封连接；气囊通过转盘与气体传送轴连通，气囊内填充多个固压子气囊和多个可控压子气囊；转盘上设有主通气孔和副通气孔，转盘与调整机构连接。该专利技术增加了辅助气囊控制环节，提高了对气囊内部结构的可控性；气囊内部组合性能好，满足多变性需求；结构实现简单方便。中国专利CN101823228A公开一种可主动分配磨粒的气囊抛光工具，包括气囊，气体传送轴和气泵，气囊包括保持架和气囊外罩，气体传送轴套装于一气体导通套内，气体导通套上设有通孔，通孔与气泵的出气口连通，气体导通套与气体传送轴之间密封连接；抛光工具还包括盛装有抛光液的注液装置和一接液装置；接液装置包括固接于气体传送轴上的接液盘和多根输送抛光液的输液管，接液盘上设有环形接液槽和连通接液槽和输液管的液流通道；接液槽对准注液装置的注液喷嘴，注液喷嘴与接液槽密封连接；气囊外罩上均匀分布有一系列的出液孔，出液孔与输液管的出口连通。该专利技术具有在抛光过程中的自动添加抛光液、磨粒主动分配和磨屑自动处理的优点。
技术实现思路
本专利技术的目的在于解决现有技术的不足，提供一种精密气囊抛光工具系统。本专利技术设有抛光头、液压胀套、动平衡固定盘、动平衡滑环、下端盖、通气孔软管接头、主轴箱体、摆臂、上端盖、电机外壳、电机定子、电机动子、螺旋水套、主轴、套筒、电机编码器、电机罩和轴承；所述抛光头通过液压胀套固定于主轴的末端，主轴通过两个轴承以及上端盖和下端盖定位于主轴箱体中，主轴箱体套于摆臂上，通气孔软管接头穿过摆臂通过螺纹连接与主轴箱体连通；动平衡固定盘固定于摆臂底部，动平衡滑环固定在主轴端部的轴肩上，电机动子固定于主轴上，螺旋水套固定于电机定子上并置于电机动子外部；电机编码器固定于主轴顶端，套筒套于螺旋水套上部，电机罩压紧套筒并固定于电机外壳上；所述抛光头设有轴端连接头、气囊、弹性套、锁紧套和传感器，气囊套于轴端连接头上，弹性套套于气囊上，传感器贴于气囊内壁，传感器的阵列分布视气囊的大小及具体情况而变化。所述主轴通过两个轴承以及上端盖和下端盖定位于主轴箱体中并用密封毡圈密封。所述主轴箱体套于摆臂上并通过螺钉锁紧。所述动平衡滑环通过螺钉固定在主轴的端部的轴肩上。所述螺旋水套固定于电机定子上并置于电机动子外部并通过电机外壳定位。所述电机罩压紧套筒并通过螺钉固定于电机外壳上。所述弹性套套于气囊上并通过旋紧锁紧套从径向和轴向固定住气囊。所述传感器可采用压电式双向传感器。本专利技术具有如下突出特点1.配置滑环式动平衡控制系统，解决了主轴的动平衡问题。2.能够准确的提取抛光接触区的压力分布，并通过配套的控制显示系统显示其压力分布云图，而且可以通过控制系统更改传感器的输入电压，使其发生形变，解决气囊下压过程中出现内凹的问题。3.使用独特的气囊锁紧技术，不仅使气囊装拆方便，而且可以抑制气囊的轴向拉升变形，从而提高抛光后的工件的面型精度。4.解决了主轴电机的散热问题，避免了由于电机温升过高影响其正常工作。附图说明图I为本专利技术实施例的结构示意图。图2为本专利技术实施例中抛光头的结构示意图。图3为本专利技术实施例中压电式双向传感器在气囊中的分布示意图。图4为本专利技术实施例中弹性套的结构示意图。图5为本专利技术实施例中弹性套的工作原理示意图。以下给出图I 5中的各主要部件的标记I-抛光头，1-1-轴端连接头，1-2-气囊，1-3-弹性套，14-锁紧套，1-5-压电式双向传感器；2-液压胀套，3-动平衡固定盘，4-动平衡滑环，5-下端盖，6-通气孔软管接头，7-箱体，8-摆臂，9-上端盖，10-密封毡圈，11-电机外壳，12-电机定子，13-电机动子， 14-螺旋水套，15-主轴，16-套筒，17-电机编码器，18-电机罩，19-轴承。具体实施方式本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是通过滑环式动平衡仪配套的控制系统控制滑环内部两个独立的平衡转子的移动来实现主轴的动平衡。外部的恒温水通过电机外壳上的进水口进入螺旋水套，水经过螺旋水套中的螺旋式通道实现对电机定子的冷却效果，并从电机外壳上的出水口流出。当抛光头抛光工件时，抛光头内部的压电式双向传感器可以传出电压信号，并通过外部的控制系统转化为压力信号并显示和输出压力数据。由于气囊在下压过程中，随着下压量的增加，会出现内凹现象，不利于加工，此时可以利用输出的压力信号，判断内凹的位置，通过改变该部位的压电式双向传感器的输入电压，使其发生形变，抵制气囊的内凹，从而使接触区的压力保持类高斯的分布。下面结合附图对本专利技术的技术方案作进一步阐述。如图I 5所示，本专利技术实施例的主要结构由抛光头I、液压胀套2、动平衡固定盘 3、动平衡滑环4、下端盖5、通气孔软管接头6、主轴箱体7、摆臂8、上端盖9、密封毡圈10、电机外壳11、电机定子12、电机动子13、螺旋水套14、主轴15、套筒16、电机编码器17、电机罩18和轴承19组成。抛光头I通过液压胀套2固定于主轴15的末端，主轴15通过两个轴承19以及上下端盖5、9定位于主轴箱体7中并用密封毡圈10密本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种精密气囊抛光工具系统，其特征在于设有抛光头、液压胀套、动平衡固定盘、动平衡滑环、下端盖、通气孔软管接头、主轴箱体、摆臂、上端盖、电机外壳、电机定子、电机动子、螺旋水套、主轴、套筒、电机编码器、电机罩和轴承；所述抛光头通过液压胀套固定于主轴的末端，主轴通过两个轴承以及上端盖和下端盖定位于主轴箱体中，主轴箱体套于摆臂上，通气孔软管接头穿过摆臂通过螺纹连接与主轴箱体连通；动平衡固定盘固定于摆臂底部，动平衡滑环固定在主轴端部的轴肩上，电机动子固定于主轴上，螺旋水套固定于电机定子上并置于电机动子外部；电机编码器固定于主轴顶端，套筒套于螺旋水套上部，电机罩压紧套筒并固定于电机外壳上；所述抛光头设有轴端连接头、气囊、弹性套、锁紧套和传感器，气囊套于轴端连接头上，弹性套套于气囊上，传感器贴于气囊内壁。

【技术特征摘要】
1.一种精密气囊抛光工具系统，其特征在于设有抛光头、液压胀套、动平衡固定盘、动平衡滑环、下端盖、通气孔软管接头、主轴箱体、摆臂、上端盖、电机外壳、电机定子、电机动子、螺旋水套、主轴、套筒、电机编码器、电机罩和轴承；所述抛光头通过液压胀套固定于主轴的末端，主轴通过两个轴承以及上端盖和下端盖定位于主轴箱体中，主轴箱体套于摆臂上，通气孔软管接头穿过摆臂通过螺纹连接与主轴箱体连通；动平衡固定盘固定于摆臂底部，动平衡滑环固定在主轴端部的轴肩上，电机动子固定于主轴上，螺旋水套固定于电机定子上并置于电机动子外部；电机编码器固定于主轴顶端，套筒套于螺旋水套上部，电机罩压紧套筒并固定于电机外壳上；所述抛光头设有轴端连接头、气囊、弹性套、锁紧套和传感器，气囊套于轴端连接头上，弹性套套于气囊上，传感器贴于气囊内壁。2.如权利要求I所述的一种精密气...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭隐彪，王春锦，王振忠，潘日，吴沿鹏，
申请(专利权)人：厦门大学，
类型：发明
国别省市：