專利名稱：一種基于液壓伺服的非球面砂帶研拋工具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于機械加工裝置技術(shù)領(lǐng)域，特別是用于非球面光學(xué)零件精密加工的砂帶研拋工具，具體的說，涉及一種基于液壓伺服的非球面砂帶研拋工具。
背景技術(shù)：
砂帶研拋是一種高效率、低成本、多用途的磨削加工新方法，它對于各種材料及形狀零件加工的適應(yīng)性和靈活性遠超過常規(guī)砂輪磨削工藝。在加工工件表面時，砂帶與砂輪的不同之處在于砂輪在磨削時處于拉應(yīng)力狀態(tài)，且因為熱量積聚，易在工件表面磨削中產(chǎn)生微觀裂紋和燒傷現(xiàn)象；而砂帶具有磨削和拋光雙重作用，呈壓應(yīng)力狀態(tài)，發(fā)熱少，不易燒 傷，因此又稱冷態(tài)磨削，且其切削性能明顯高于一般的砂輪磨削。目前，砂帶研拋技術(shù)可以補充或部分代替砂輪磨削，并廣闊地應(yīng)用于精密與超精密加工，但是現(xiàn)有的砂帶研拋方法及其工具難于穩(wěn)定地控制研拋壓力，以此限制砂帶研拋的應(yīng)用范圍。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型之目的在于克服現(xiàn)有的技術(shù)缺陷，提供非球面光學(xué)零件精密加工過程中的一種基于液壓伺服的非球面砂帶研拋工具，解決用砂帶在非球面光學(xué)零件研拋過程中研拋壓力不穩(wěn)定的問題，同時本實用新型還具有能自適應(yīng)工件曲面，排泄研拋廢屑效果好，磨削比大，研拋效率高，結(jié)構(gòu)簡單，制造成本低的優(yōu)點。本實用新型解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案如下一種基于液壓伺服的非球面砂帶研拋工具，其中，包括有液壓伺服系統(tǒng)及砂帶工具系統(tǒng)，液壓伺服系統(tǒng)及砂帶工具系統(tǒng)通過連桿機構(gòu)連接，砂帶工具系統(tǒng)包括有由工具電機驅(qū)動的砂帶以及通過第三軸承連接的上腳支桿和下腳支桿，液壓伺服系統(tǒng)包括有液壓缸，液壓缸依次連接有單向節(jié)流閥、三位四通電磁閥、溢流閥、液壓泵、過濾器及油箱。為優(yōu)化上述技術(shù)方案，采取的具體措施還包括上述的液壓伺服系統(tǒng)包括有工作臺，液壓缸固定在工作臺上。上述的連桿機構(gòu)包括依次鉸接配合的的長連桿、短連桿和液壓缸活塞桿，長連桿一端與砂帶工具系統(tǒng)固定連接，且長連桿桿體與工作臺鉸接，短連桿與液壓缸活塞桿設(shè)有夾角，液壓缸活塞桿一端與液壓缸活塞配合。上述的砂帶工具系統(tǒng)包括有支撐板，支撐板上固定有砂帶輪及第三軸承；支撐板與長連桿固定連接。上述的砂帶輪與工具電機連接。上述的工具電機固定在支撐板上。上述的上腳支桿和下腳支桿的一端通過第三軸承鉸接，且上腳支桿遠離第三軸承的一端設(shè)有第一軸承，下腳支桿遠離第三軸承的一端設(shè)有第二軸承，第一軸承上套設(shè)有第一套筒，第二軸承上套設(shè)有第二套筒，砂帶環(huán)形繞設(shè)在第一套筒、第二套筒及第三軸承上。上述的第一套筒及第二套筒均為中間內(nèi)凹、邊緣凸起的筒體。[0014]上述的上腳支桿桿中部凸起有第一接頭，下腳支桿桿中部凸起有第二接頭，第一接頭與第二接頭之間連接有方便裝卸砂帶的彈簧。上述的工作臺上固定有用于防止液壓缸活塞桿橫向擺動的固定塊。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的一種基于液壓伺服的非球面砂帶研拋工具，其中，包括有液壓伺服系統(tǒng)及砂帶工具系統(tǒng)，液壓伺服系統(tǒng)及砂帶工具系統(tǒng)通過連桿機構(gòu)連接，砂帶工具系統(tǒng)包括有由工具電機驅(qū)動的砂帶以及通過第三軸承連接的上腳支桿和下腳支桿，液壓伺服系統(tǒng)包括有液壓缸，液壓缸依次連接有單向節(jié)流閥、三位四通電磁閥、溢流閥、液壓泵、過濾器及油箱，液壓伺服系統(tǒng)通過控制連桿機構(gòu)的程調(diào)節(jié)砂帶的研拋壓力，并通過溢流閥穩(wěn)定該研拋壓力。壓力是通過液壓伺服系統(tǒng)控制的，液壓伺服系統(tǒng)中的溢流閥上有個壓力表，使得壓力可讀，通過調(diào)節(jié)溢流閥，能控制壓力穩(wěn)定。工件裝夾在夾具上，砂帶與工件直接接觸，工具電機帶動砂帶輪轉(zhuǎn)動使得砂帶隨動，同時，液壓伺服系統(tǒng)控制液壓缸活塞桿的活塞運動的移動量來控制連桿機構(gòu)運動方向及距離，達到調(diào)節(jié)砂帶工具系統(tǒng)的位置以及砂帶與工件之間的壓力的目的。本實用新型所述的研拋工具明顯具有以下兩點優(yōu)勢(1)相對于傳統(tǒng)的砂帶研拋方法及工具，此研拋方法及其工具可以有效地控制研拋·壓力，克服了機械式控制砂帶研拋裝置的柔順系統(tǒng)力/位耦合問題導(dǎo)致的力控制不準(zhǔn)確難題，有利于獲得穩(wěn)定的研拋法向力，克服了加工非球面光學(xué)零件時受力不穩(wěn)定的問題，提高了零件表面的精整加工質(zhì)量；(2)相對于用研拋盤、砂輪等的研拋方法及其工具，此研拋方法及其工具可以有效地排泄工件上被研拋下來的廢屑，避免了非球面光學(xué)零件研拋加工過程中研拋廢屑難排泄和積累過于集中的難題；砂帶具有磨削和拋光雙重作用，呈壓應(yīng)力狀態(tài)，發(fā)熱少，不易燒傷工件；砂帶磨削比大，磨削效率高，提高了加工效率。此外，此研拋工具工作原理和結(jié)構(gòu)簡單，制造成本低，有利于推廣應(yīng)用。

圖I是本實用新型工作示意圖；圖2是本實用新型砂帶工具系統(tǒng)主視圖；圖3是圖2的左視圖；圖4是圖2的俯視圖；圖5是本實用新型液壓伺服系統(tǒng)的裝配示意圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型的實施例作進一步詳細描述。圖I至圖5所示為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。其中的圖I至圖5中的附圖標(biāo)記為液壓伺服系統(tǒng)I、液壓缸11、單向節(jié)流閥12、三位四通電磁閥13、溢流閥14、液壓泵15、過濾器16、油箱17、工作臺18、固定塊19、砂帶工具系統(tǒng)2、第三軸承21、上腳支桿21a、下腳支桿21b、砂帶22、工具電機23、支撐板24、砂帶輪25、第一套筒26、第二套筒27、第一軸承28、第二軸承29、連桿機構(gòu)3、長連桿31、短連桿32、液壓缸活塞桿33、弟一接頭41、弟_■接頭42、彈黃43。一種基于液壓伺服的非球面砂帶研拋工具，其中，包括有液壓伺服系統(tǒng)I及砂帶工具系統(tǒng)2，液壓伺服系統(tǒng)I及砂帶工具系統(tǒng)2通過連桿機構(gòu)3連接，砂帶工具系統(tǒng)2包括有由工具電機23驅(qū)動的砂帶22以及通過第三軸承21連接的上腳支桿21a和下腳支桿21b，液壓伺服系統(tǒng)I包括有液壓缸11，液壓缸11依次連接有單向節(jié)流閥12、三位四通電磁閥13、溢流閥14、液壓泵15、過濾器16及油箱17，液壓伺服系統(tǒng)I通過控制連桿機構(gòu)3的程調(diào)節(jié)砂帶22的研拋壓力，并通過溢流閥14穩(wěn)定該研拋壓力。實施例中，液壓伺服系統(tǒng)I包括有工作臺18，液壓缸11固定在工作臺18上。實施例中，連桿機構(gòu)3包括依次鉸接配合的的長連桿31、短連桿32和液壓缸活塞桿33，長連桿31 —端與砂帶工具系統(tǒng)2固定連接，且長連桿31桿體與工作臺18鉸接，短連桿32與液壓缸活塞桿33設(shè)有夾角，液壓缸活塞桿33 —端與液壓缸11活塞配合。實施例中，砂帶工具系統(tǒng)2包括有支撐板24，支撐板24上固定有砂帶輪25及第三軸承21 ;支撐板24與長連桿31固定連接。實施例中，砂帶輪25與工具電機23連接。 實施例中，工具電機23固定在支撐板24上。實施例中，上腳支桿21a和下腳支桿21b的一端通過第三軸承21鉸接，且上腳支桿21a遠離第三軸承21的一端設(shè)有第一軸承28，下腳支桿21b遠離第三軸承21的一端設(shè)有第二軸承29，第一軸承28上套設(shè)有第一套筒26，第二軸承29上套設(shè)有第二套筒27，砂帶22環(huán)形繞設(shè)在第一套筒26、第二套筒27及第三軸承21上。實施例中，第一套筒26及第二套筒27均為中間內(nèi)凹、邊緣凸起的筒體。實施例中，上腳支桿21a桿中部凸起有第一接頭41，下腳支桿21b桿中部凸起有第二接頭42，第一接頭41與第二接頭42之間連接有方便裝卸砂帶22的彈簧43。實施例中，工作臺18上固定有用于防止液壓缸活塞桿33橫向擺動的固定塊19。本實用新型包含了液壓伺服系統(tǒng)I和砂帶工具系統(tǒng)2，兩者通過連桿機構(gòu)連接。液壓伺服系統(tǒng)I克服了機械柔順系統(tǒng)力/位耦合問題導(dǎo)致的力控制不準(zhǔn)確難題，有利于獲得穩(wěn)定的研拋法向力，提高了零件研拋質(zhì)量；砂帶工具系統(tǒng)2 —定程度上具能自適應(yīng)工件曲面，排泄研拋廢屑效果好，磨削比大，提高了研拋效率。砂帶工具系統(tǒng)2具有一條具有一定寬度和直徑的圓形砂帶22，直接與工件接觸；砂帶22安裝在三角形支架上。三角形支架成一個等腰三角形，是由兩個小套筒和一個砂帶輪25組成，小套筒中間內(nèi)凹，邊沿凸起，小套筒安裝在螺栓軸承上；砂帶輪25與工具電機23連接，為砂帶22提供主運動，并固定在支撐板上。上腳支桿21a和下腳支桿21b中間的彈簧43在一定壓力的作用下，腳支桿8將繞著第三軸承21轉(zhuǎn)動一定的角度，三角形支架成的角度將發(fā)生改變，底邊長度亦將發(fā)生改變，斜邊長度不變，以此為砂帶22的安裝與拆卸提供便利。長連桿31桿體某點鉸接在工作臺18上，長連桿31另一端與短連桿32鉸接，短連桿32與極軸成一定的角度；短連桿32的另一端與液壓缸11活塞桿鉸接，液壓缸11與極軸平行，且固定在工作臺18上。液壓缸11的工作原理為液壓缸11進液口和出液口分別接單向節(jié)流閥12,單向節(jié)流閥12接一個三位四通電磁閥13,三位四通電磁閥13接一個溢流閥14，溢流閥14接一個液壓泵15，液壓泵15接一個過濾器16，過濾器16接油箱17。本實用新型的一種基于液壓伺服控制的非球面砂帶22研拋工具的工作過程為待加工的工件裝夾在夾具上，電機為工件提供主旋轉(zhuǎn)運動；工作臺18裝夾在提供主進給運動的刀架機構(gòu)上，為研拋加工提供主進給運動，主進給運動軌跡為工件中心點到邊沿某點的徑向軌跡；砂帶22與工件直接接觸，啟動工具電機23，帶動砂帶輪25轉(zhuǎn)動，使得砂帶22在三角形支架上滑動；最后啟動液壓伺服控制系統(tǒng)，在液壓缸11以及連桿機構(gòu)的作用下，控制研拋壓力穩(wěn)定，在液壓系統(tǒng)的控制下，可以調(diào)節(jié)活塞桿的移動量，帶動連桿旋轉(zhuǎn)，從而調(diào)節(jié)砂帶22研拋的壓力。壓力是通過液壓伺服控制的，液壓伺服中的溢流閥14上有個壓力表，通過調(diào)節(jié)溢流閥14，可控制壓力穩(wěn)定，壓力讀數(shù)可見壓力表。本實用新型所述的研拋工具明顯具有以下兩點優(yōu)勢(I)相對于傳統(tǒng)的砂帶研拋方法及工具，此研拋方法及其工具可以有效地控制研拋壓力，克服了機械式控制砂帶研拋 裝置的柔順系統(tǒng)力/位耦合問題導(dǎo)致的力控制不準(zhǔn)確難題，有利于獲得穩(wěn)定的研拋法向 力，克服了加工非球面光學(xué)零件時受力不穩(wěn)定的問題，提高了零件表面的精整加工質(zhì)量；
(2)相對于用研拋盤、砂輪等的研拋方法及其工具，此研拋方法及其工具可以有效地排泄工件上被研拋下來的廢屑，避免了非球面光學(xué)零件研拋加工過程中研拋廢屑難排泄和積累過于集中的難題；砂帶具有磨削和拋光雙重作用，呈壓應(yīng)力狀態(tài)，發(fā)熱少，不易燒傷工件；砂帶磨削比大，磨削效率高，提高了加工效率。此外，此研拋工具工作原理和結(jié)構(gòu)簡單，制造成本低，有利于推廣應(yīng)用。
權(quán)利要求1.一種基于液壓伺服的非球面砂帶研拋工具，其特征在于包括有液壓伺服系統(tǒng)(I)及砂帶工具系統(tǒng)(2)，所述的液壓伺服系統(tǒng)(I)及砂帶工具系統(tǒng)(2)通過連桿機構(gòu)(3)連接，所述的砂帶工具系統(tǒng)(2)包括有由工具電機(23)驅(qū)動的砂帶(22)以及通過第三軸承(21)連接的上腳支桿(21a)和下腳支桿(21b)，所述的液壓伺服系統(tǒng)(I)包括有液壓缸(11)，所述的液壓缸(11)依次連接有單向節(jié)流閥(12)、三位四通電磁閥(13)、溢流閥(14)、液壓泵(15)、過濾器(16)及油箱(17)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種基于液壓伺服的非球面砂帶研拋工具，其特征在于所述的液壓伺服系統(tǒng)(I)包括有工作臺(18)，所述的液壓缸(11)固定在工作臺(18)上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于液壓伺服的非球面砂帶研拋工具，其特征在于所述的連桿機構(gòu)(3)包括依次鉸接配合的的長連桿(31)、短連桿(32)和液壓缸活塞桿(33)，所述的長連桿(31) —端與砂帶工具系統(tǒng)(2)固定連接，且長連桿(31)桿體與工作臺(18)鉸接，所述的短連桿(32)與液壓缸活塞桿(33)設(shè)有夾角，所述的液壓缸活塞桿(33) —端與液壓缸(11)活塞配合。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于液壓伺服的非球面砂帶研拋工具，其特征在于所述的砂帶工具系統(tǒng)(2)包括有支撐板(24)，所述的支撐板(24)上固定有砂帶輪(25)及所述的第三軸承(21);所述的支撐板(24)與長連桿(31)固定連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于液壓伺服的非球面砂帶研拋工具，其特征在于所述的砂帶輪(25)與工具電機(23)連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種基于液壓伺服的非球面砂帶研拋工具，其特征在于所述的工具電機(23)固定在支撐板(24)上。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種基于液壓伺服的非球面砂帶研拋工具，其特征在于所述的上腳支桿(21a)和下腳支桿(21b)的一端通過第三軸承(21)鉸接，且所述的上腳支桿(21a)遠離第三軸承(21)的一端設(shè)有第一軸承(28)，所述的下腳支桿(21b)遠離第三軸承(21)的一端設(shè)有第二軸承(29)，所述的第一軸承(28)上套設(shè)有第一套筒(26)，所述的第二軸承(29)上套設(shè)有第二套筒(27)，所述的砂帶(22)環(huán)形繞設(shè)在第一套筒(26)、第二套筒(27)及第三軸承(21)上。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種基于液壓伺服的非球面砂帶研拋工具，其特征在于所述的第一套筒(26)及第二套筒(27)均為中間內(nèi)凹、邊緣凸起的筒體。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種基于液壓伺服的非球面砂帶研拋工具，其特征在于所述的上腳支桿(21a)桿中部凸起有第一接頭(41)，所述的下腳支桿(21b)桿中部凸起有第二接頭(42)，所述的第一接頭(41)與第二接頭(42)之間連接有方便裝卸砂帶(22)的彈簧(43)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種基于液壓伺服的非球面砂帶研拋工具，其特征在于所述的工作臺(18)上固定有用于防止液壓缸活塞桿(33)橫向擺動的固定塊(19)。
專利摘要本實用新型的一種基于液壓伺服的非球面砂帶研拋工具，其中，包括有液壓伺服系統(tǒng)及砂帶工具系統(tǒng)，液壓伺服系統(tǒng)及砂帶工具系統(tǒng)通過連桿機構(gòu)連接，砂帶工具系統(tǒng)包括有由工具電機驅(qū)動的砂帶以及通過第三軸承連接的上腳支桿和下腳支桿，液壓伺服系統(tǒng)包括有液壓缸,液壓缸依次連接有單向節(jié)流閥、三位四通電磁閥、溢流閥、液壓泵、過濾器及油箱，液壓伺服系統(tǒng)通過控制連桿機構(gòu)的程調(diào)節(jié)砂帶的研拋壓力，并通過溢流閥穩(wěn)定該研拋壓力。本實用新型解決了用砂帶在非球面光學(xué)零件研拋過程中研拋壓力不穩(wěn)定的問題，同時本實用新型還具有能自適應(yīng)工件曲面，排泄研拋廢屑效果好，磨削比大，研拋效率高，結(jié)構(gòu)簡單，制造成本低的優(yōu)點。
文檔編號B24B55/08GK202701966SQ20122033203
公開日2013年1月30日 申請日期2012年7月11日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月11日
發(fā)明者詹建明 申請人:寧波大學(xué)