本發(fā)明涉及研磨拋光技術(shù)領(lǐng)域，更具體的說(shuō)，尤其涉及一種液動(dòng)壓懸浮研磨拋光一體加工間隙可調(diào)裝置。

背景技術(shù)：

超精密加工技術(shù)是一門(mén)新興的綜合性加工技術(shù)。它集成了現(xiàn)代機(jī)械、光學(xué)、電子、計(jì)算機(jī)、測(cè)量及材料等先進(jìn)技術(shù)成就，已成為國(guó)家科學(xué)技術(shù)發(fā)展水平的重要標(biāo)志。為了獲得各種元器件及裝備的高性能，要求元件和零件的加工精度越來(lái)越高，有的甚至要求達(dá)到納米級(jí)或更高的加工精度和無(wú)損傷的表面加工質(zhì)量。

超精密拋光是目前最主要的終加工手段。拋光過(guò)程的材料去除量十分微小，一般在幾微米以下。目前，非接觸式拋光是獲得超光滑表面的主要拋光方法。

常見(jiàn)的非接觸拋光，如浮法拋光，其液動(dòng)壓效應(yīng)較弱，加工效率低，不能完全消除拋光引起的表面殘余應(yīng)力；如動(dòng)壓浮離拋光，拋光壓力分布不均勻，驅(qū)動(dòng)軸回轉(zhuǎn)精度要求高，拋光起始和終了階段仍存在工件與磨粒的直接接觸。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有的研磨拋光裝置是獨(dú)立開(kāi)來(lái)的，現(xiàn)在為了解決裝置獨(dú)立，以及研磨后進(jìn)行拋光需要二次裝配問(wèn)題，提出了一種穩(wěn)定性好、定位精度高、液壓動(dòng)力穩(wěn)定、拋光過(guò)程均勻性好、研磨盤(pán)和拋光盤(pán)貼合性好的液動(dòng)壓懸浮研磨拋光一體加工間隙可調(diào)裝置。

本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)上述目的：一種液動(dòng)壓懸浮研磨拋光一體加工間隙可調(diào)裝置，包括拋光盤(pán)、液動(dòng)壓懸浮裝置、升降裝置、壓力檢測(cè)裝置、加工間隙調(diào)整裝置和支撐裝置，所述拋光盤(pán)表面劃分成十個(gè)基本單元，每個(gè)基本單元表面均包括從右至左依次設(shè)置的工件貼片區(qū)、鍥形區(qū)域、蓄流槽和約束邊界；

所述支撐裝置包括后背板、左側(cè)板和右側(cè)板，所述左側(cè)板和右側(cè)板均垂直固定在所述后背板上；

所述升降裝置包括第一伺服電機(jī)、滾珠絲杠、第一直線導(dǎo)軌、絲杠螺母、第一滑塊，所述滾珠絲杠豎直安裝在所述后背板上，滾珠絲杠的一端連接第一伺服電機(jī)，所述第一直線導(dǎo)軌設(shè)有兩條，兩條第一直線導(dǎo)軌分別豎直安裝在左側(cè)板和右側(cè)板上，每條直線導(dǎo)軌上均套裝有第一滑塊，所述絲杠螺母套裝在所述滾珠絲杠上；

所述液動(dòng)壓驅(qū)動(dòng)裝置包括滾珠花鍵軸、底板、側(cè)安裝板、頂部固定板、第二直線導(dǎo)軌、第二滑塊、聯(lián)軸器、彈簧組、導(dǎo)向柱、帶輪、同步帶和第二伺服電機(jī)，所述絲杠螺母和兩個(gè)第一滑塊均與底板固定連接，第一伺服電機(jī)運(yùn)動(dòng)時(shí)帶動(dòng)所述底板沿第一直線導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)；所述側(cè)安裝板設(shè)有兩塊，兩塊側(cè)安裝板均豎直固定在所述底板上，所述頂部固定板水平固定在兩塊側(cè)安裝板的頂部，兩塊側(cè)安裝板上分別設(shè)有一條第二直線軌道；每條第二直線導(dǎo)軌上均套裝有一個(gè)第二滑塊，兩個(gè)第二滑塊固定在動(dòng)板上；滾珠花鍵軸穿過(guò)底板與聯(lián)軸器的一端連接，滾珠花鍵軸的上端固定在動(dòng)板上，所述底板上固定有導(dǎo)向柱，導(dǎo)向柱的上端穿過(guò)動(dòng)板，底板和動(dòng)板之間的導(dǎo)向柱上套裝有彈簧；所述滾珠花鍵軸上安裝有帶輪，帶輪通過(guò)同步帶連接固定在底板上的第二伺服電機(jī)，所述第二伺服電機(jī)通過(guò)同步帶驅(qū)動(dòng)帶輪，將動(dòng)力傳遞給滾珠花鍵軸，并帶動(dòng)拋光盤(pán)的高速轉(zhuǎn)動(dòng)；

所述壓力檢測(cè)裝置包括螺紋檢測(cè)軸和測(cè)力傳感器，所述頂部固定板上設(shè)置有與所述螺紋檢測(cè)軸相配合的通孔，螺紋檢測(cè)軸通過(guò)螺栓固定在頂部固定板上，測(cè)力傳感器固定在螺紋檢測(cè)軸的底部，測(cè)力傳感器在動(dòng)板沿第二直線導(dǎo)軌上移時(shí)抵住所述動(dòng)板；

所述聯(lián)軸器的另一端通過(guò)加工間隙調(diào)整裝置連接拋光盤(pán)，所述加工間隙調(diào)整裝置包括彈簧組和萬(wàn)向浮動(dòng)接頭，所述聯(lián)軸器的另一端彈簧組的頂端，所述彈簧組的底端通過(guò)萬(wàn)向浮動(dòng)接頭連接拋光盤(pán)；所述彈簧組上設(shè)置有緊固螺栓，緊固螺栓擰緊時(shí)彈簧組鎖死，緊固螺栓松開(kāi)時(shí)彈簧組可上下滑動(dòng)。

進(jìn)一步的，所述彈簧組包括柱形底座和柱頂連接柱，柱形底座上設(shè)置有與柱形連接座形狀相配合的通孔，柱頂連接柱的外側(cè)沿周向均布多個(gè)半圓形凸起，柱形底座的通孔內(nèi)壁上設(shè)置有與所述半圓形凸起一一對(duì)應(yīng)的軸向設(shè)置的半圓槽，所述柱形底座的外側(cè)還設(shè)有與所述半圓槽連通的螺紋孔，緊固螺栓穿過(guò)螺紋孔將柱形底座和柱頂連接柱緊固在一起。

進(jìn)一步的，所述聯(lián)軸器通過(guò)彈簧組連接萬(wàn)向浮動(dòng)接頭。

進(jìn)一步的，所述側(cè)板包括左側(cè)板和左右側(cè)板，左側(cè)板和右側(cè)板均與后背板固定連接。

進(jìn)一步的，所述第一直線導(dǎo)軌上設(shè)置有多組腰型孔。

進(jìn)一步的，所述導(dǎo)向柱設(shè)置有四根，其中兩根導(dǎo)向柱上安裝有彈簧，另外兩根導(dǎo)向柱的頂部安裝有限位塊。

進(jìn)一步的，所得底板上還固定有光柵尺。

本發(fā)明的有益效果在于：本發(fā)明的裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊、設(shè)備成本低；采用了萬(wàn)向浮動(dòng)接頭連接，使得拋光盤(pán)與研磨盤(pán)的貼合更緊密；采用了可滑動(dòng)的彈簧組，使得拋光盤(pán)和研磨盤(pán)無(wú)間隙貼合進(jìn)行研磨；通過(guò)伺服電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)拋光工具的旋轉(zhuǎn)，避免了復(fù)雜的傳動(dòng)環(huán)節(jié)造成的誤差積累，提高了加工精度。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明一種液動(dòng)壓懸浮研磨拋光一體加工間隙可調(diào)裝置的三維圖。

圖2為本發(fā)明一種液動(dòng)壓懸浮研磨拋光一體加工間隙可調(diào)裝置的主視圖。

圖3為本發(fā)明一種液動(dòng)壓懸浮研磨拋光一體加工間隙可調(diào)裝置的俯視圖。

圖4為本發(fā)明一種液動(dòng)壓懸浮研磨拋光一體加工間隙可調(diào)裝置的右視圖。

圖5為本發(fā)明彈簧組的三維圖。

圖6為本發(fā)明絲杠傳動(dòng)系統(tǒng)的俯視圖。

圖7為本發(fā)明研磨拋光裝置的左視圖。

圖中，1-第一伺服電機(jī)、2-滾珠絲杠、3-動(dòng)板、4-后背板、5-右側(cè)板、6-第一直線導(dǎo)軌、7-第二直線導(dǎo)軌、8-側(cè)安裝板、9-底板、10-滾珠花鍵軸、11-聯(lián)軸器、12-彈簧組、13-萬(wàn)向浮動(dòng)接頭、14-拋光盤(pán)、15-第二滑塊、16-第二伺服電機(jī)、17光柵尺、18腰型孔、19-測(cè)力傳感器、20-第一滑塊、21-頂部固定板、22-導(dǎo)向柱、23-彈簧、24-限位塊。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明：

如圖1～7所示，一種液動(dòng)壓懸浮研磨拋光一體加工間隙可調(diào)裝置，其特征在于：包括拋光盤(pán)14、液動(dòng)壓懸浮裝置、升降裝置、壓力檢測(cè)裝置和支撐裝置，所述拋光盤(pán)14表面劃分成十個(gè)基本單元，每個(gè)基本單元表面均包括從右至左依次設(shè)置的工件貼片區(qū)、鍥形區(qū)域、蓄流槽和約束邊界；在進(jìn)行液動(dòng)壓懸浮研磨拋光時(shí)，拋光盤(pán)13和工件都是位于浸液環(huán)境中，拋光液浸沒(méi)拋光盤(pán)和工件，有利于降低拋光過(guò)程中摩擦產(chǎn)生的熱量帶來(lái)的負(fù)面作用。

所述支撐裝置包括后背板4、左側(cè)板和右側(cè)板5，所述左側(cè)板和右側(cè)板5均垂直固定在所述后背板4上；后背板4、左側(cè)板和右側(cè)板5均為方形板。

所述升降裝置包括第一伺服電機(jī)1、滾珠絲杠2、第一直線導(dǎo)軌6、絲杠螺母、第一滑塊20，所述滾珠絲杠2豎直安裝在所述后背板4上，滾珠絲杠2的一端連接第一伺服電機(jī)1，所述第一直線導(dǎo)軌6設(shè)有兩條，兩條第一直線導(dǎo)軌6分別豎直安裝在左側(cè)板和右側(cè)板5上，每條直線導(dǎo)軌上均套裝有第一滑塊20，所述絲杠螺母套裝在所述滾珠絲杠2上；第一伺服電機(jī)1、滾珠絲杠2和絲杠螺母構(gòu)成了驅(qū)動(dòng)底板9升降的絲杠傳動(dòng)系統(tǒng)。

所述液動(dòng)壓驅(qū)動(dòng)裝置包括滾珠花鍵軸10、底板9、側(cè)安裝板8、頂部固定板21、第二直線導(dǎo)軌7、第二滑塊15、聯(lián)軸器11、彈簧組12、導(dǎo)向柱22、帶輪、同步帶和第二伺服電機(jī)16，所述絲杠螺母和兩個(gè)第一滑塊20均與底板9固定連接，第一伺服電機(jī)1運(yùn)動(dòng)時(shí)帶動(dòng)所述底板9沿第一直線導(dǎo)軌6運(yùn)動(dòng)；所述側(cè)安裝板8設(shè)有兩塊，兩塊側(cè)安裝板8均豎直固定在所述底板9上，所述頂部固定板21水平固定在兩塊側(cè)安裝板8的頂部，兩塊側(cè)安裝板8上分別設(shè)有一條第二直線軌道；每條第二直線導(dǎo)軌7上均套裝有一個(gè)第二滑塊15，兩個(gè)第二滑塊15固定在動(dòng)板3上；滾珠花鍵軸10穿過(guò)底板9與聯(lián)軸器11的一端連接，滾珠花鍵軸10的上端固定在動(dòng)板3上，所述底板9上固定有導(dǎo)向柱22，導(dǎo)向柱22的上端穿過(guò)動(dòng)板3，底板9和動(dòng)板3之間的導(dǎo)向柱22上套裝有彈簧23；所述滾珠花鍵軸10上安裝有帶輪，帶輪通過(guò)同步帶連接固定在底板9上的第二伺服電機(jī)16，所述第二伺服電機(jī)16通過(guò)同步帶驅(qū)動(dòng)帶輪，將動(dòng)力傳遞給滾珠花鍵軸10，并帶動(dòng)拋光盤(pán)14的高速轉(zhuǎn)動(dòng)。

所述壓力檢測(cè)裝置包括螺紋檢測(cè)軸和測(cè)力傳感器19，所述頂部固定板21上設(shè)置有與所述螺紋檢測(cè)軸相配合的通孔，螺紋檢測(cè)軸通過(guò)螺栓固定在頂部固定板21上，測(cè)力傳感器19固定在螺紋檢測(cè)軸的底部，測(cè)力傳感器19在動(dòng)板3沿第二直線導(dǎo)軌7上移時(shí)抵住所述動(dòng)板3。

所述聯(lián)軸器的另一端通過(guò)加工間隙調(diào)整裝置連接拋光盤(pán)，所述加工間隙調(diào)整裝置包括彈簧組12和萬(wàn)向浮動(dòng)接頭13，所述聯(lián)軸器的另一端彈簧組12的頂端，所述彈簧組12的底端通過(guò)萬(wàn)向浮動(dòng)接頭13連接拋光盤(pán)；所述彈簧組12上設(shè)置有緊固螺栓，緊固螺栓擰緊時(shí)彈簧組12鎖死，緊固螺栓松開(kāi)時(shí)彈簧組12可上下滑動(dòng)。

所述彈簧組12包括柱形底座和柱頂連接柱，柱形底座上設(shè)置有與柱形連接座形狀相配合的通孔，柱頂連接柱的外側(cè)沿周向均布多個(gè)半圓形凸起，柱形底座的通孔內(nèi)壁上設(shè)置有與所述半圓形凸起一一對(duì)應(yīng)的軸向設(shè)置的半圓槽，所述柱形底座的外側(cè)還設(shè)有與所述半圓槽連通的螺紋孔，緊固螺栓穿過(guò)螺紋孔將柱形底座和柱頂連接柱緊固在一起。

所述聯(lián)軸器11通過(guò)彈簧組連接萬(wàn)向浮動(dòng)接頭13。本裝置工作時(shí)，拋光盤(pán)的表面有一定微小傾斜角度，由于萬(wàn)向浮動(dòng)接頭可以轉(zhuǎn)動(dòng)一定的角度，所以萬(wàn)向浮動(dòng)接頭和拋光盤(pán)的連接保證了貼合的緊密性。

所述側(cè)板包括左側(cè)板和左右側(cè)板5，左側(cè)板和右側(cè)板5均與后背板4固定連接。

所述第一直線導(dǎo)軌6上設(shè)置有多組腰型孔18。腰型孔呢狗防止左側(cè)板和右側(cè)板的變形，通過(guò)對(duì)螺栓連接處的微調(diào)整保證動(dòng)板上下移動(dòng)的直線度。

所述導(dǎo)向柱22設(shè)置有四根，其中兩根導(dǎo)向柱22上安裝有彈簧23，另外兩根導(dǎo)向柱22的頂部安裝有限位塊24。彈簧用于限制底板9的最低位置，限位塊用于限制底板9的最高位置。

所得底板9上還固定有光柵尺17。光柵尺16通過(guò)螺栓固定在底板9上，光柵尺16豎直設(shè)置。

本裝置在工作時(shí)，通過(guò)第一伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)滾珠絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)整個(gè)液動(dòng)壓懸浮裝置和拋光盤(pán)沿著直線導(dǎo)軌向下移動(dòng)，通過(guò)對(duì)整個(gè)裝置進(jìn)行控制的控制臺(tái)輸入拋光盤(pán)上升參數(shù)，利用滾珠絲杠帶動(dòng)整個(gè)液動(dòng)壓懸浮裝置上移到一定距離，讀取光柵尺的數(shù)據(jù)并加以?xún)?chǔ)存，將測(cè)力傳感器的讀數(shù)清零，隨后第二伺服電機(jī)帶動(dòng)滾珠花鍵軸轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)聯(lián)軸器和彈簧組連接拋光盤(pán)，間接帶動(dòng)拋光盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)，旋轉(zhuǎn)起來(lái)后拋光盤(pán)在液體的動(dòng)壓作用下上浮，第二滑塊14向上拖著負(fù)載沿著第二直線導(dǎo)軌7上移，通過(guò)測(cè)力傳感器采集動(dòng)板上浮的力并予以記錄，該力大小與液體的上浮力大小相同，并在該過(guò)程中實(shí)現(xiàn)了液動(dòng)壓懸浮研磨拋光一體裝置的穩(wěn)定運(yùn)行，保證了拋光加工的高精度。

上述實(shí)施例只是本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并不是對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案的限制，只要是不經(jīng)過(guò)創(chuàng)造性勞動(dòng)即可在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)的技術(shù)方案，均應(yīng)視為落入本發(fā)明專(zhuān)利的權(quán)利保護(hù)范圍內(nèi)。