本發(fā)明涉及一種拋光頭機(jī)構(gòu)，尤其是一種用于對拋光過程材料的去除率實(shí)現(xiàn)有效控制的磁性復(fù)合流體集群式拋光頭機(jī)構(gòu)。

背景技術(shù)：

隨著航空航天、電子、通信、光學(xué)等領(lǐng)域的發(fā)展，多個(gè)領(lǐng)域?qū)鈱W(xué)玻璃元件表面拋光精度要求日益提高。但傳統(tǒng)光學(xué)玻璃元件的超精密制造仍然存在一些問題，超精密磨削和車削工藝能夠達(dá)到很高的形狀精度，但是表面質(zhì)量和亞表面損傷難以滿足技術(shù)要求。磁性復(fù)合流體拋光，作為一種新型納米級超精密加工技術(shù)，具有拋光過程可控、加工后光學(xué)表面面形精度高、不產(chǎn)生亞表面損傷、拋光頭尺寸可控可變、可實(shí)現(xiàn)非球面光學(xué)元件中頻誤差修正加工等優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用前景潛力巨大。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于針對傳統(tǒng)拋光技術(shù)中拋光過程去除函數(shù)可控性差，加工形狀難以控制的缺點(diǎn)，提供一種加工過程能夠?qū)崿F(xiàn)對去除函數(shù)控制的三軸空間布置的磁性復(fù)合流體集群式拋光頭機(jī)構(gòu),通過調(diào)整三個(gè)磁體轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速、調(diào)整磁鐵轉(zhuǎn)軸攜帶的磁鐵磁性大小、改變磁鐵自轉(zhuǎn)的偏心距可以對拋光過程材料的去除率實(shí)施有效控制。此外，本拋光頭機(jī)構(gòu)具有結(jié)構(gòu)緊湊，體積小和質(zhì)量輕的優(yōu)點(diǎn)。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種磁性復(fù)合流體集群式拋光頭，包括連接支架、磁鐵轉(zhuǎn)軸、載液盤轉(zhuǎn)軸、載液盤轉(zhuǎn)軸底部端蓋、帶輪機(jī)構(gòu)、V帶、載液盤、驅(qū)動(dòng)電機(jī)，所述連接支架內(nèi)裝有三個(gè)磁鐵轉(zhuǎn)軸，每個(gè)磁鐵轉(zhuǎn)軸設(shè)有可調(diào)磁鐵以及可調(diào)磁鐵自轉(zhuǎn)的偏心距機(jī)構(gòu)，并連接一個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)，通過調(diào)節(jié)磁體轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)速、調(diào)整磁鐵轉(zhuǎn)軸攜帶的磁鐵磁性大小、改變磁鐵自轉(zhuǎn)的偏心距來控制拋光過程材料的去除率；所述連接支架下端通過載液盤轉(zhuǎn)軸底部端蓋連接用于攜帶磁性拋光液旋轉(zhuǎn)的載液盤轉(zhuǎn)軸，載液盤轉(zhuǎn)軸通過V帶連接帶輪機(jī)構(gòu)，帶輪機(jī)構(gòu)連接驅(qū)動(dòng)電機(jī)。

所述連接支架內(nèi)設(shè)有連接支架通孔，連接支架環(huán)形腔，連接支架圓柱腔，三個(gè)連接支架圓柱腔內(nèi)通過三對上下配合使用的轉(zhuǎn)軸底部端蓋和螺栓安裝三個(gè)磁鐵轉(zhuǎn)軸；連接支架環(huán)形腔內(nèi)部裝有載液盤轉(zhuǎn)軸，載液盤轉(zhuǎn)軸通過載液盤轉(zhuǎn)軸底部端蓋和螺栓與連接支架連接，所述連接支架環(huán)形腔上側(cè)端面銑有淺槽，用于載液盤轉(zhuǎn)軸中的軸承定位固定；所述連接支架通孔為沉頭孔，用于驅(qū)動(dòng)電機(jī)的安裝。

所述磁鐵轉(zhuǎn)軸包括磁鐵、磁鐵盤、磁鐵轉(zhuǎn)軸主軸、角接觸球軸承，所述磁鐵盤通過方形沉頭槽與磁鐵轉(zhuǎn)軸主軸配合連接，并用磁鐵轉(zhuǎn)軸用螺栓固定；所述磁鐵盤上設(shè)置三個(gè)用于調(diào)節(jié)磁鐵偏心離的不同位置的螺紋孔，磁鐵盤通過磁鐵轉(zhuǎn)軸用螺栓與磁鐵盤固定連接；所述磁鐵轉(zhuǎn)軸主軸通過一對角接觸球軸承與連接支架的連接支架圓柱腔配合連接。

所述載液盤轉(zhuǎn)軸包括深溝球軸承，載液盤轉(zhuǎn)軸擋圈，帶連接支架，帶傳動(dòng)擋圈，載液盤轉(zhuǎn)軸用螺栓，載液盤；所述連接支架通過載液盤轉(zhuǎn)軸用螺栓固定連接帶傳動(dòng)擋圈，帶連接支架的軸肩兩側(cè)設(shè)有一對深溝球軸承，兩個(gè)深溝球軸承之間設(shè)有載液盤轉(zhuǎn)軸擋圈，用于兩個(gè)深溝球軸承間輔助固定，下側(cè)的深溝球軸承的內(nèi)圈與帶傳動(dòng)擋圈上邊緣定位固定連接；所述帶連接支架下端通過載液盤轉(zhuǎn)軸用螺栓固定連接用于攜帶磁性拋光液的載液盤。

本發(fā)明的有益效果是：

1）拋光過程材料去除率可以進(jìn)行有效控制：通過調(diào)節(jié)本發(fā)明的三個(gè)磁鐵轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速；磁鐵轉(zhuǎn)軸攜帶的磁鐵磁性大??；磁鐵轉(zhuǎn)軸自轉(zhuǎn)的偏心距大小實(shí)現(xiàn)對拋光過程材料去除率的控制。

2）結(jié)構(gòu)緊湊，質(zhì)量較輕：對于三個(gè)磁鐵轉(zhuǎn)軸的固定，連接支架采用一體式的上端蓋和三個(gè)獨(dú)立的下端蓋，保證不干涉的情況下，結(jié)構(gòu)最小質(zhì)量最輕；載液盤轉(zhuǎn)軸與連接支架的連接選用深溝球軸承，結(jié)構(gòu)緊湊，質(zhì)量較小；載液盤轉(zhuǎn)軸采用帶連接支架與帶傳動(dòng)擋圈通過螺栓進(jìn)行連接的分離裝配式結(jié)構(gòu)，使得該結(jié)構(gòu)能深入連接支架，整體結(jié)構(gòu)緊湊，機(jī)械結(jié)構(gòu)強(qiáng)度較高，加工方便，加工成本低。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的磁性復(fù)合流體集群式拋光頭的結(jié)構(gòu)立體示意圖；

圖2為圖1的分解圖；

圖3為連接支架結(jié)構(gòu)剖視圖；

圖4為磁鐵轉(zhuǎn)軸結(jié)構(gòu)局部剖視圖；

圖5為本載液盤轉(zhuǎn)軸結(jié)構(gòu)半剖視圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖與實(shí)施例對本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步闡述。

如圖1至圖5所示，本發(fā)明的磁性復(fù)合流體集群式拋光頭，包括螺栓1、磁鐵轉(zhuǎn)軸端蓋2、連接支架3、磁鐵轉(zhuǎn)軸4、載液盤轉(zhuǎn)軸5、載液盤轉(zhuǎn)軸底部端蓋6、帶輪機(jī)構(gòu)7、V帶8、連接支架通孔9、連接支架環(huán)形腔10、連接支架圓柱腔11、磁鐵轉(zhuǎn)軸用螺栓12、磁鐵13、磁鐵轉(zhuǎn)盤14、磁鐵轉(zhuǎn)軸主軸15、角接觸球軸承16、磁鐵轉(zhuǎn)軸內(nèi)擋圈17、磁鐵轉(zhuǎn)軸外擋圈18、螺母墊圈19、鎖緊圓螺母20、深溝球軸承21、載液盤轉(zhuǎn)軸擋圈22、帶連接支架23、帶傳動(dòng)擋圈24、載液盤轉(zhuǎn)軸用螺栓25、載液盤26。

如圖1，2所示，連接支架3內(nèi)裝有三個(gè)磁鐵轉(zhuǎn)軸4，每個(gè)磁鐵轉(zhuǎn)軸4設(shè)有可調(diào)磁鐵以及可調(diào)磁鐵自轉(zhuǎn)的偏心距機(jī)構(gòu)，并連接一個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)，通過調(diào)節(jié)磁體轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)速、調(diào)整磁鐵轉(zhuǎn)軸攜帶的磁鐵磁性大小、改變磁鐵自轉(zhuǎn)的偏心距來控制拋光過程材料的去除率；連接支架3下端通過載液盤轉(zhuǎn)軸底部端蓋6連接用于攜帶磁性拋光液旋轉(zhuǎn)的載液盤轉(zhuǎn)軸5，載液盤轉(zhuǎn)軸5通過V帶8連接帶輪機(jī)構(gòu)7，帶輪機(jī)構(gòu)7連接驅(qū)動(dòng)電機(jī)。

如圖2所示，通過上下成對的磁鐵轉(zhuǎn)軸端蓋2將三個(gè)磁鐵轉(zhuǎn)軸4與連接支架3進(jìn)行連接，并通過螺栓1進(jìn)行固定。磁鐵轉(zhuǎn)軸端蓋2壓緊磁鐵轉(zhuǎn)軸4中軸承外圈的端面。通過載液盤轉(zhuǎn)軸底部端蓋6將載液盤轉(zhuǎn)軸5與連接支架3進(jìn)行連接，并通過螺栓1進(jìn)行固定。帶輪機(jī)構(gòu)7處設(shè)有一對螺栓1，用于帶輪機(jī)構(gòu)7、驅(qū)動(dòng)電機(jī)的軸（未在附圖中單獨(dú)顯示）的連接和鎖緊和兩者在連接支架3上的安裝。

實(shí)際工作過程中，帶輪機(jī)構(gòu)7由V帶8連接連接支架3上的載液盤轉(zhuǎn)軸5，驅(qū)動(dòng)電機(jī)（未在附圖單獨(dú)顯示）帶動(dòng)帶輪機(jī)構(gòu)7轉(zhuǎn)動(dòng)，通過V型帶進(jìn)行傳動(dòng)，使得載液盤轉(zhuǎn)軸5按設(shè)定的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。

如圖3所示，連接支架3設(shè)有連接支架通孔9，連接支架環(huán)形腔10，連接支架圓柱腔11。連接支架3的三個(gè)連接支架圓柱腔11內(nèi)含三個(gè)磁鐵轉(zhuǎn)軸4，由三對上下配合使用的轉(zhuǎn)軸底部端蓋6和螺栓1對這些磁鐵轉(zhuǎn)軸進(jìn)行固定。載液盤轉(zhuǎn)軸5將深入連接支架環(huán)形腔10內(nèi)部，由載液盤轉(zhuǎn)軸底部端蓋6將載液盤轉(zhuǎn)軸5與連接支架3進(jìn)行連接，由螺栓1進(jìn)行固定。其中連接支架環(huán)形腔10上側(cè)端面銑有淺槽，用于載液盤轉(zhuǎn)軸5機(jī)構(gòu)中的軸承進(jìn)行位置固定。連接支架通孔9為沉頭孔，用于驅(qū)動(dòng)電機(jī)位置的固定。

如圖4所示，磁鐵轉(zhuǎn)軸4包括磁鐵轉(zhuǎn)軸用螺栓12，磁鐵13，磁鐵盤14，磁鐵轉(zhuǎn)軸主軸15，角接觸球軸承16，磁鐵轉(zhuǎn)軸內(nèi)擋圈17，磁鐵轉(zhuǎn)軸外擋圈18，螺母墊圈19，鎖緊圓螺母20。磁鐵13通過磁鐵轉(zhuǎn)軸用螺栓12與磁鐵盤14進(jìn)行固定。磁鐵盤14設(shè)置三個(gè)不同位置螺紋孔，用于調(diào)節(jié)磁鐵13偏心離，使得磁鐵13能實(shí)現(xiàn)不同偏心距的自轉(zhuǎn)。磁鐵盤14通過方形沉頭槽與磁鐵轉(zhuǎn)軸主軸15進(jìn)行連接，用磁鐵轉(zhuǎn)軸用螺栓12進(jìn)行固定。磁鐵轉(zhuǎn)軸主軸15上設(shè)有一對角接觸球軸承16。該對角接觸球軸承16一側(cè)由磁鐵轉(zhuǎn)軸主軸15的軸肩進(jìn)行位置固定，另一側(cè)由一對鎖緊圓螺母20進(jìn)行位置固定。鎖緊圓螺母20與角接觸球軸承16之間配備有螺母墊圈19。兩個(gè)角接觸球軸承16之間通過磁鐵轉(zhuǎn)軸內(nèi)、外擋圈17、18進(jìn)行位置固定。

如圖5所示，載液盤轉(zhuǎn)軸5設(shè)有深溝球軸承21，載液盤轉(zhuǎn)軸擋圈22，帶連接支架23，帶傳動(dòng)擋圈24，載液盤轉(zhuǎn)軸用螺栓25，載液盤26。載液盤轉(zhuǎn)軸機(jī)構(gòu)采用裝配式，通過載液盤轉(zhuǎn)軸用螺栓25將連接支架23與帶傳動(dòng)擋圈24連接。帶連接支架23的軸肩兩側(cè)設(shè)有一對深溝球軸承21，并通過軸肩進(jìn)行位置固定。軸承之間設(shè)有載液盤轉(zhuǎn)軸擋圈22用于軸承間輔助固定。下側(cè)軸承內(nèi)圈通過帶傳動(dòng)擋圈24上邊緣進(jìn)行位置固定。帶連接支架23下端設(shè)有用于攜帶磁性拋光液的載液盤26，通過載液盤轉(zhuǎn)軸用螺栓25進(jìn)行固定。