CN113997130B - 一种光学曲面加工用二维超声振动抛光装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种光学曲面加工用二维超声振动抛光装置，其包括：加工基座；上连接主架，竖直固定在所述加工基座的上端面；偏调夹持组件，设置在所述加工基座的上端面中部，所述偏调夹持组件用于对加工工件进行定位装夹，同时能后对加工工件进行轨迹调整；固定导轨，竖直对称架设在所述上连接主架的两侧位置；承载座，可相对滑动的限位设置在所述固定导轨上，并由设置在所述上连接主架中的传动链板竖向驱动滑移；曲面调节抛光组件，设置在所述承载座的中部，并位于所述偏调夹持组件的正上方；以及排流轮组，可相对转动的对称架设在所述加工基座的上端面两侧位置，所述排流轮组的一端均固定有集尘罩，所述排流轮组的另一端连通有外排管。

Description

一种光学曲面加工用二维超声振动抛光装置
技术领域
本发明属于抛光设备技术领域，具体是一种光学曲面加工用二维超声振动抛光装置。
背景技术
随着工业技术的发展，硬脆材料在航空航天、汽车、模具、光学以及半导体等领域展现出广阔的应用前景。光学曲面材料常被用来制作侦查卫星、隐形雷达、高速飞行器、天文望远镜等，伴随而来的超声加工方法开始应用于工业领域，该方法可减小切削力和切削温度，减小刀具磨损，提高加工质量，拓展可加工材料范围，特别适合加工玻璃、陶瓷、石英、金刚石以及硅等各种硬脆材料。抛光是光学曲面元件制造过程的最后一道工序，对保证曲面的质量和使用寿命起到至关重要的作用，但在高精度材料工件制备中，尤其涉及不规整光学曲面的抛光加工，其角度调整较为困难，且在抛光中难以形成正常曲面弧度；同时，受抛光工作中的振动影响，达到降低了超声抛光精度；因此，本领域技术人员提供了一种光学曲面加工用二维超声振动抛光装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
发明内容
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种光学曲面加工用二维超声振动抛光装置，其包括：
加工基座；
上连接主架，竖直固定在所述加工基座的上端面；
偏调夹持组件，设置在所述加工基座的上端面中部，所述偏调夹持组件用于对加工工件进行定位装夹，同时能后对加工工件进行轨迹调整；
固定导轨，竖直对称架设在所述上连接主架的两侧位置；
承载座，可相对滑动的限位设置在所述固定导轨上，并由设置在所述上连接主架中的传动链板竖向驱动滑移；
曲面调节抛光组件，设置在所述承载座的中部，并位于所述偏调夹持组件的正上方；以及
排流轮组，可相对转动的对称架设在所述加工基座的上端面两侧位置，所述排流轮组的一端均固定有集尘罩，所述排流轮组的另一端连通有外排管。
进一步，作为优选，所述曲面调节抛光组件组件包括：
精调缸件，竖直固定在所述承载座的端面中部；
安装机体，竖向限位滑动设置在所述承载座上，所述安装机体的上端与所述精调缸件的输出端相连接固定，且所述安装机体上左右对称开设有两个安装凹位；
连接主臂，通过轴杆可相对转动的设置在各所述安装凹位中，所述安装机体上对称设置有旋转电机，各所述旋转电机的输出端通过齿轮啮合作用与所述连接主臂连接传动；
调节伸缩装置，为对称设置的两组，各所述调节伸缩装置的一端分别与所述连接主臂相铰接；以及超声抛光头，竖直设置在所述安装机体的下方，所述超声抛光头的两侧分别与所述调节伸缩装置相连接。
进一步，作为优选，所述超声抛光头的上端同轴套接固定有外轴架，所述外轴架的两侧位置均竖直可相对转动的设置有螺纹调节杆，所述螺纹调节杆上通过螺纹啮合作用可相对滑动的设置有转动座，所述调节伸缩装置的一端与所述转动座相连接。
进一步，作为优选，所述螺纹调节杆之间处于不同水平高度，且其中位于低位的所述螺纹调节杆的上端高于另一个所述螺纹调节杆的下端。
进一步，作为优选，所述调节伸缩装置包括：
上轴架、下轴架，分别与所述连接主臂以及转动座相连接，所述上轴架与所述下轴架呈同心圆结构；
侧支杆，对称铰接在上轴架与所述下轴架之间，所述侧支杆之间连接处对称设置有限位套；
销轴件，横向穿接在所述限位套内，所述限位套与所述销轴件相滑动连接；以及
消振稳固组件，同轴连设在所述上轴架与下轴架之间，所述消振稳固组件用于在所述超声抛光头进行抛光工作时对其产生的内部振动进行消振吸收。
进一步，作为优选，所述消振稳固组件包括：
定位套管，同轴固定在所述上轴架上；
内密封管件，可相对滑动的设置在所述定位套管内，所述内密封管件与所述定位套管之间对称连设有支撑弹簧；
活动塞件，可相对滑动的密封设置在所述内密封管件中，所述活动塞件的一端与所述下轴架相连接；以及
侧缓震弹簧，对称连设在所述下轴架的两侧位置，所述侧缓震弹簧的一端与所述内密封管件相连接。
进一步，作为优选，所述定位套管的一端贯穿连接有排气管，所述排气管的一端与所述内密封管件相连通，且所述排气管的另一端与外设供气泵相连接。
进一步，作为优选，所述偏调夹持组件包括：
外安装架，对称架设在所述加工基座的上端面；
旋转轴架，可相对转动的设置在所述外安装架上；
伸缩导杆，竖直贯穿固定在所述旋转轴架内，所述伸缩导杆的一端对称设置有电动伸缩杆，所述电动伸缩杆的输出端固定有装夹座；以及
旋转螺杆，可相对转动的横向设置在所述外安装架上，所述外安装架上设置有驱动电机，所述驱动电机的输出端与所述旋转螺杆相连接，且所述旋转螺杆上通过螺纹啮合作用滑动设置有固定件，所述固定件与所述伸缩导杆的一端相铰接。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明中，通过在加工基座的上端面中部设置偏调夹持组件，通过旋转螺杆的旋转作用驱动伸缩导杆进行圆周偏转，从而使得加工工件能够自由形成圆形运动轨迹，同时，通过电动伸缩杆的伸缩调节作用来调整轨迹半径，方便进行简单弧形曲面加工；还设置有曲面调节抛光组件，该曲面调节抛光组件能够配合安装机体上左右两侧的旋转电机旋转驱动连接主臂进行对应偏转，使得超声抛光头能够呈不同弧度的轨迹调整，同时方便在调整中形成正常连续性曲面轨迹；同时，在超声抛光头的两侧位置对应设置有螺纹调节杆，能有效调整左右两侧调节伸缩装置的末端定位点，使其处于不同或相同水平高度，并在处于不同水平高度时能配合旋转电机的旋转作用使得超声抛光头能达到正向反转，以便于其能直接对工件底部曲面进行抛光工作；同时，在调节伸缩装置上还设置有消振稳固组件，其能有效吸收抛光工作中的曲臂振动，从而达到精密加工效果。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明中曲面调节抛光组件的结构示意图；
图3为本发明中外轴架的结构示意图；
图4为本发明中调节伸缩装置的结构示意图；
图5为本发明中消振稳固组件的结构示意图；
图6为本发明中偏调夹持组件的结构示意图；
图中：1加工基座、2上连接主架、3承载座、301固定导轨、4外排管、401排流轮组、402集尘罩、5曲面调节抛光组件、501精调缸件、502安装机体、503连接主臂、504超声抛光头、505外轴架、506螺纹调节杆、507转动座、6偏调夹持组件、601外安装架、602旋转轴架、603电动伸缩杆、604装夹座、605旋转螺杆、7调节伸缩装置、701上轴架、702下轴架、703侧支杆、704销轴件、8消振稳固组件、801定位套管、802内密封管件、803活动塞件、804活动塞件、805侧缓震弹簧。
具体实施方式
请参阅图1，本发明实施例中，一种光学曲面加工用二维超声振动抛光装置，其包括：
加工基座1；
上连接主架2，竖直固定在所述加工基座1的上端面；
偏调夹持组件6，设置在所述加工基座1的上端面中部，所述偏调夹持组件6用于对加工工件进行定位装夹，同时能后对加工工件进行轨迹调整；
固定导轨301，竖直对称架设在所述上连接主架2的两侧位置；
承载座3，可相对滑动的限位设置在所述固定导轨301上，并由设置在所述上连接主架2中的传动链板竖向驱动滑移；
曲面调节抛光组件5，设置在所述承载座3的中部，并位于所述偏调夹持组件6的正上方；以及
排流轮组401，可相对转动的对称架设在所述加工基座1的上端面两侧位置，所述排流轮组401的一端均固定有集尘罩402，所述排流轮组401的另一端连通有外排管4。
本实施例中，所述曲面调节抛光组件组件5包括：
精调缸件501，竖直固定在所述承载座3的端面中部；能有效进行高精度竖向升降调整工作；
安装机体502，竖向限位滑动设置在所述承载座3上，所述安装机体502的上端与所述精调缸件501的输出端相连接固定，且所述安装机体502上左右对称开设有两个安装凹位；
连接主臂503，通过轴杆可相对转动的设置在各所述安装凹位502中，所述安装机体502上对称设置有旋转电机（图中未示出），各所述旋转电机的输出端通过齿轮啮合作用与所述连接主臂503连接传动；
调节伸缩装置7，为对称设置的两组，各所述调节伸缩装置7的一端分别与所述连接主臂503相铰接；以及
超声抛光头504，竖直设置在所述安装机体502的下方，所述超声抛光头504的两侧分别与所述调节伸缩装置7相连接，此中，位于安装机体上的各旋转电机均能够进行对应的顺时针逆时针旋转，使得其对应设置的连接主臂能够进行同向或反向旋转。
作为较佳的实施例，所述超声抛光头504的上端同轴套接固定有外轴架505，所述外轴架505的两侧位置均竖直可相对转动的设置有螺纹调节杆506，所述螺纹调节杆506上通过螺纹啮合作用可相对滑动的设置有转动座507，所述调节伸缩装置7的一端与所述转动座507相连接，此中，通过螺纹调节杆的旋转作用，驱动对应设置的转动座能够处于超声抛光头上的不同高度处，使得当连接主臂进行旋转调整时，其能直接在旋转配合下使得超声抛光头进行正向反转，并呈现倒置状态，以便于对工件底部进行曲面加工。
本实施例中，所述螺纹调节杆506之间处于不同水平高度，且其中位于低位的所述螺纹调节杆506的上端高于另一个所述螺纹调节杆的下端，使得位于两侧的调节伸缩装置能够处于不同或相同水平高度。
本实施例中，所述调节伸缩装置7包括：
上轴架701、下轴架702，分别与所述连接主臂503以及转动座507相连接，所述上轴架701所述下轴架702呈同心圆结构；
侧支杆703，对称铰接在上轴架701与所述下轴架702之间，所述侧支杆703之间连接处对称设置有限位套；
销轴件704，横向穿接在所述限位套内，所述限位套与所述销轴件704相滑动连接；以及
消振稳固组件8，同轴连设在所述上轴架701与下轴架702之间，所述消振稳固组件8用于在所述超声抛光头504进行抛光工作时对其产生的内部振动进行消振吸收。
本实施例中，所述消振稳固组件8包括：
定位套管801，同轴固定在所述上轴架701上；
内密封管件802，可相对滑动的设置在所述定位套管801内，所述内密封管件802与所述定位套管801之间对称连设有支撑弹簧803；
活动塞件804，可相对滑动的密封设置在所述内密封管件802中，所述活动塞件803的一端与所述下轴架702相连接；以及
侧缓震弹簧805，对称连设在所述下轴架702的两侧位置，所述侧缓震弹簧805的一端与所述内密封管件802相连接，通过侧缓震弹簧优先对超声抛光头进行抛光工作时产生的振动进行初步缓震工作，再由支撑弹簧对其进行振动吸收，同时，内密封管件中的增压气体能够最为极限顶压力。
作为较佳的实施例，所述定位套管801的一端贯穿连接有排气管806，所述排气管806的一端与所述内密封管件802相连通，且所述排气管806的另一端与外设供气泵相连接，一方面，能优先通过排气管对内密封管件输送或排除增压气体，使得侧缓震弹簧能够达到一定压缩量，或保持一定压缩程度；另一方面，其能够在抛光工作中进行增压气体的往复抽排作用，使得其配合振动幅度对其进行振动吸收，达到消振效果。
本实施例中，所述偏调夹持组件6包括：
外安装架601，对称架设在所述加工基座1的上端面；
旋转轴架602，可相对转动的设置在所述外安装架601上；
伸缩导杆，竖直贯穿固定在所述旋转轴架602内，所述伸缩导杆的一端对称设置有电动伸缩杆603，所述电动伸缩杆603的输出端固定有装夹座604；以及
旋转螺杆605，可相对转动的横向设置在所述外安装架601上，所述外安装架601上设置有驱动电机，所述驱动电机的输出端与所述旋转螺杆605相连接，且所述旋转螺杆605上通过螺纹啮合作用滑动设置有固定件，所述固定件与所述伸缩导杆的一端相铰接，此中，该伸缩导杆有效偏转角度为-35°至35°之间。
具体地，在光学曲面抛光中，加工工件能够之间装夹在偏调夹持组件上，此时，通过旋转螺杆的旋转作用驱动伸缩导杆进行圆周偏转，从而使得加工工件能够自由形成圆形运动轨迹；另一方面，曲面调节抛光组件能够配合安装机体上左右两侧的旋转电机旋转驱动连接主臂进行对应偏转，使得超声抛光头能够呈不同弧度的轨迹调整，并形成正常连续性曲面轨迹，同时，消振稳固组件能有效吸收抛光工作中的曲臂振动，从而达到精度加工效果。
上所述的，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种光学曲面加工用二维超声振动抛光装置，其特征在于：其包括：
加工基座(1)；
上连接主架(2)，竖直固定在所述加工基座(1)的上端面；
偏调夹持组件(6)，设置在所述加工基座(1)的上端面中部，所述偏调夹持组件(6)用于对加工工件进行定位装夹，同时能后对加工工件进行轨迹调整；
固定导轨(301)，竖直对称架设在所述上连接主架(2)的两侧位置；
承载座(3)，可相对滑动的限位设置在所述固定导轨(301)上，并由设置在所述上连接主架(2)中的传动链板竖向驱动滑移；
曲面调节抛光组件(5)，设置在所述承载座(3)的中部，并位于所述偏调夹持组件(6)的正上方；以及
排流轮组(401)，可相对转动的对称架设在所述加工基座(1)的上端面两侧位置，所述排流轮组(401)的一端均固定有集尘罩(402)，所述排流轮组(401)的另一端连通有外排管(4)；
所述曲面调节抛光组件组件(5)包括：
精调缸件(501)，竖直固定在所述承载座(3)的端面中部；
安装机体(502)，竖向限位滑动设置在所述承载座(3)上，所述安装机体(502)的上端与所述精调缸件(501)的输出端相连接固定，且所述安装机体(502)上左右对称开设有两个安装凹位；
连接主臂(503)，通过轴杆可相对转动的设置在各所述安装凹位(502)中，所述安装机体(502)上对称设置有旋转电机，各所述旋转电机的输出端通过齿轮啮合作用与所述连接主臂(503)连接传动；
调节伸缩装置(7)，为对称设置的两组，各所述调节伸缩装置(7)的一端分别与所述连接主臂(503)相铰接；以及
超声抛光头(504)，竖直设置在所述安装机体(502)的下方，所述超声抛光头(504)的两侧分别与所述调节伸缩装置(7)相连接；
所述超声抛光头(504)的上端同轴套接固定有外轴架(505)，所述外轴架(505)的两侧位置均竖直可相对转动的设置有螺纹调节杆(506)，所述螺纹调节杆(506)上通过螺纹啮合作用可相对滑动的设置有转动座(507)，所述调节伸缩装置(7)的一端与所述转动座(507)相连接；
所述螺纹调节杆(506)之间处于不同水平高度，且其中位于低位的所述螺纹调节杆(506)的上端高于另一个所述螺纹调节杆(506)的下端。
2.根据权利要求1所述的一种光学曲面加工用二维超声振动抛光装置，其特征在于：所述调节伸缩装置(7)包括：
上轴架(701)、下轴架(702)，分别与所述连接主臂(503)以及转动座(507)相连接，所述上轴架(701)所述下轴架(702)呈同心圆结构；
侧支杆(703)，对称铰接在上轴架(701)与所述下轴架(702)之间，所述侧支杆(703)之间连接处对称设置有限位套；
销轴件(704)，横向穿接在所述限位套内，所述限位套与所述销轴件(704)相滑动连接；以及
消振稳固组件(8)，同轴连设在所述上轴架(701)与下轴架(702)之间，所述消振稳固组件(8)用于在所述超声抛光头(504)进行抛光工作时对其产生的内部振动进行消振吸收。
3.根据权利要求2所述的一种光学曲面加工用二维超声振动抛光装置，其特征在于：所述消振稳固组件(8)包括：
定位套管(801)，同轴固定在所述上轴架(701)上；
内密封管件(802)，可相对滑动的设置在所述定位套管(801)内，所述内密封管件(802)与所述定位套管(801)之间对称连设有支撑弹簧(803)；
活动塞件(804)，可相对滑动的密封设置在所述内密封管件(802)中，所述活动塞件(803)的一端与所述下轴架(702)相连接；以及
侧缓震弹簧(805)，对称连设在所述下轴架(702)的两侧位置，所述侧缓震弹簧(805)的一端与所述内密封管件(802)相连接。
4.根据权利要求3所述的一种光学曲面加工用二维超声振动抛光装置，其特征在于：所述定位套管(801)的一端贯穿连接有排气管(806)，所述排气管(806)的一端与所述内密封管件(802)相连通，且所述排气管(806)的另一端与外设供气泵相连接。
5.根据权利要求1所述的一种光学曲面加工用二维超声振动抛光装置，其特征在于：所述偏调夹持组件(6)包括：
外安装架(601)，对称架设在所述加工基座(1)的上端面；
旋转轴架(602)，可相对转动的设置在所述外安装架(601)上；
伸缩导杆，竖直贯穿固定在所述旋转轴架(602)内，所述伸缩导杆的一端对称设置有电动伸缩杆(603)，所述电动伸缩杆(603)的输出端固定有装夹座(604)；以及
旋转螺杆(605)，可相对转动的横向设置在所述外安装架(601)上，所述外安装架(601)上设置有驱动电机，所述驱动电机的输出端与所述旋转螺杆(605)相连接，且所述旋转螺杆(605)上通过螺纹啮合作用滑动设置有固定件，所述固定件与所述伸缩导杆的一端相铰接。
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