一種磁流變拋光裝置的工件多自由度驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于磁流變拋光設(shè)備，具體涉及一種磁流變拋光裝置的工件多自由度驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著現(xiàn)代信息電子技術(shù)、光學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，在IT、電子行業(yè)，超光滑元件應(yīng)用越來越多，如藍(lán)寶石襯底、單晶硅表面、手機(jī)后蓋等，這類元件的加工批量大，其表面要滿足超光滑，光澤度高，色澤均勻，無劃傷等要求。目前，市場(chǎng)上的研磨拋光機(jī)都是采用平面互研原理，工件卡在游心輪中，在上下拋光盤的研磨作用下實(shí)現(xiàn)拋光。這種拋光方式的局限性就是只能加工平面，不能加工弧面等曲面。
[0003]磁流變液是一種智能材料，是由高導(dǎo)磁率、低磁滯性的微小軟磁性顆粒和非導(dǎo)磁性液體混合而成的懸浮體。它在常態(tài)下是液體，當(dāng)加載磁場(chǎng)時(shí)，發(fā)生液一固相變，當(dāng)去除磁場(chǎng)時(shí)，又發(fā)生固一液相變。在一定磁場(chǎng)強(qiáng)度范圍內(nèi)，磁流變液的表現(xiàn)粘度和磁場(chǎng)強(qiáng)度有關(guān)，這種現(xiàn)象稱為磁流變效應(yīng)。利用磁流變液的磁流變效應(yīng)，可以將磨粒聚集于拋光區(qū)域形成柔性磨頭，具有磨頭硬度可調(diào)，磨粒自銳，面型貼合好等優(yōu)點(diǎn)，用于拋光加工性能優(yōu)良。
[0004]現(xiàn)有的磁流變拋光裝置拋光作業(yè)時(shí)可以通過改變磁場(chǎng)強(qiáng)度改變磨頭的硬度，但整個(gè)拋光區(qū)域的材料去除模型是固定的，工件在加工過程中不能做多自由度運(yùn)動(dòng)，因此無法完成工件復(fù)雜曲面的拋光。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型的目的是提供一種結(jié)構(gòu)合理、運(yùn)動(dòng)靈活的磁流變拋光裝置的工件多自由度驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。
[0006]本實(shí)用新型提供的磁流變拋光裝置的工件多自由度驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，包括設(shè)在機(jī)架上的搖擺機(jī)構(gòu)、設(shè)在搖擺機(jī)構(gòu)上的公轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和設(shè)在所述公轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)上的自轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，所述工件設(shè)在所述自轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)上。
[0007]所述搖擺機(jī)構(gòu)包括設(shè)在機(jī)架上的擺動(dòng)伺服電機(jī)、通過擺動(dòng)主軸安裝在機(jī)架上的機(jī)頭，所述機(jī)頭和擺動(dòng)伺服電機(jī)之間通過齒輪對(duì)嚙合；所述公轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括設(shè)在機(jī)頭上的公轉(zhuǎn)伺服電機(jī)、公轉(zhuǎn)大盤和工件運(yùn)動(dòng)架，公轉(zhuǎn)伺服電機(jī)通過公轉(zhuǎn)主軸與公轉(zhuǎn)大盤連接，工件運(yùn)動(dòng)架設(shè)在公轉(zhuǎn)大盤的下面；所述自轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括設(shè)在工件運(yùn)動(dòng)架上的工件自轉(zhuǎn)伺服電機(jī)和安裝工件的一個(gè)或多個(gè)工件軸，工件軸通過齒輪機(jī)構(gòu)與工件自轉(zhuǎn)伺服電機(jī)連接。
[0008]本實(shí)用新型的有益效果:
[0009]本實(shí)用新型的特點(diǎn)是在具有磁場(chǎng)的磁流變液中使工件做多個(gè)自由度的運(yùn)動(dòng)，在梯度磁場(chǎng)的作用下，由于液體形態(tài)的磁流變液會(huì)變成具有強(qiáng)粘彈性作用的液固態(tài)，其沿著磁力線方向形成的磁鏈將夾持著磨粒，相當(dāng)于一個(gè)個(gè)磁柔性小磨頭，利用工件與磁流變液產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，通過控制工件的多自由度運(yùn)動(dòng)，能夠在一次裝夾下，同時(shí)對(duì)一個(gè)或多個(gè)工件的外表面進(jìn)行拋光加工，其外表面可以是平面、弧面或復(fù)雜曲面。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)合理、運(yùn)動(dòng)靈活，通過試用證明:可以很有效的解決復(fù)雜形面難以拋光的難題，可減少工件加工的工序，有效提高拋光效率，同時(shí)應(yīng)用工件的多自由運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)，簡(jiǎn)化了設(shè)備結(jié)構(gòu)。
[0010]下面結(jié)合附圖進(jìn)一步說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案。
【附圖說明】
[0011 ] 圖1是磁流變拋光裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0012]圖1所示為磁流變拋光裝置，包括底座12和設(shè)在底座12 —側(cè)的機(jī)架11，底座12上設(shè)有磁場(chǎng)發(fā)生裝置13，磁場(chǎng)發(fā)生裝置13的上面設(shè)有用于盛裝磁流變液的拋光液槽17，在機(jī)架11上設(shè)有升降機(jī)構(gòu)，升降機(jī)構(gòu)上設(shè)有位于所述拋光液槽17上方夾持工件14且使工件14做多個(gè)自由度運(yùn)動(dòng)的工件驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)；所述升降機(jī)構(gòu)包括設(shè)在機(jī)架11上的伺服電機(jī)9和滑動(dòng)座6，伺服電機(jī)9通過滾珠絲桿10與滑動(dòng)座6連接，滑動(dòng)座6安裝在沿機(jī)架11豎向布置的導(dǎo)軌8上；本實(shí)用新型提供的磁流變拋光裝置的工件多自由度驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括設(shè)在升降機(jī)構(gòu)上的搖擺機(jī)構(gòu)、設(shè)在搖擺機(jī)構(gòu)上的公轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和設(shè)在所述公轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)上的自轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)；搖擺機(jī)構(gòu)包括設(shè)在滑動(dòng)座6上的擺動(dòng)伺服電機(jī)5、通過擺動(dòng)主軸7安裝在滑動(dòng)座6上的機(jī)頭2，機(jī)頭2和擺動(dòng)伺服電機(jī)5之間通過齒輪3、4嚙合；公轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括設(shè)在機(jī)頭2上的公轉(zhuǎn)伺服電機(jī)1、公轉(zhuǎn)大盤16和工件運(yùn)動(dòng)架15，公轉(zhuǎn)伺服電機(jī)I通過公轉(zhuǎn)主軸18與公轉(zhuǎn)大盤16連接，工件運(yùn)動(dòng)架15為多個(gè)設(shè)在公轉(zhuǎn)大盤16的下面；自轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括設(shè)在工件運(yùn)動(dòng)架15上的工件自轉(zhuǎn)伺服電機(jī)1502和安裝工件14的一個(gè)或多個(gè)工件軸1501，工件軸1501通過齒輪機(jī)構(gòu)1503與工件自轉(zhuǎn)伺服電機(jī)1502連接。
[0013]工作原理:通電后，磁流變液在梯度磁場(chǎng)的作用下，會(huì)沿著磁力線方向形成磁鏈，相當(dāng)于一個(gè)個(gè)小磁性磨頭。工件驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)工件14在設(shè)有磁場(chǎng)的磁流變液中做多自由度運(yùn)動(dòng)對(duì)工件的表面進(jìn)行拋光加工。伺服電機(jī)9通過滾珠絲桿10、滑動(dòng)座6可驅(qū)動(dòng)機(jī)頭2和工件14沿導(dǎo)軌8上下運(yùn)動(dòng)，擺動(dòng)伺服電機(jī)5通過齒輪3、4驅(qū)動(dòng)機(jī)頭2和工件14來回?cái)[動(dòng)，公轉(zhuǎn)伺服電機(jī)I驅(qū)動(dòng)公轉(zhuǎn)大盤16、工件運(yùn)動(dòng)架15和工件14公轉(zhuǎn)，工件運(yùn)動(dòng)架15上的自轉(zhuǎn)伺服電機(jī)1502通過齒輪機(jī)構(gòu)1503驅(qū)動(dòng)工件14自轉(zhuǎn)；當(dāng)工件14與磁流變液相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，磁流變液會(huì)對(duì)工件表面產(chǎn)生去除作用，從而實(shí)現(xiàn)拋光。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種磁流變拋光裝置的工件多自由度驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征是包括設(shè)在機(jī)架上的搖擺機(jī)構(gòu)、設(shè)在搖擺機(jī)構(gòu)上的公轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和設(shè)在所述公轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)上的自轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，所述工件設(shè)在所述自轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)上。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁流變拋光裝置的工件多自由度驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征是所述搖擺機(jī)構(gòu)包括設(shè)在機(jī)架上的擺動(dòng)伺服電機(jī)、通過擺動(dòng)主軸安裝在機(jī)架上的機(jī)頭，所述機(jī)頭和擺動(dòng)伺服電機(jī)之間通過齒輪對(duì)嚙合；所述公轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括設(shè)在機(jī)頭上的公轉(zhuǎn)伺服電機(jī)、公轉(zhuǎn)大盤和工件運(yùn)動(dòng)架，公轉(zhuǎn)伺服電機(jī)通過公轉(zhuǎn)主軸與公轉(zhuǎn)大盤連接，工件運(yùn)動(dòng)架設(shè)在公轉(zhuǎn)大盤的下面；所述自轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括設(shè)在工件運(yùn)動(dòng)架上的工件自轉(zhuǎn)伺服電機(jī)和安裝工件的一個(gè)或多個(gè)工件軸，工件軸通過齒輪機(jī)構(gòu)與工件自轉(zhuǎn)伺服電機(jī)連接。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種磁流變拋光裝置的工件多自由度驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，包括設(shè)在機(jī)架上的搖擺機(jī)構(gòu)、設(shè)在搖擺機(jī)構(gòu)上的公轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和設(shè)在所述公轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)上的自轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，所述工件設(shè)在所述自轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)上。本實(shí)用新型的特點(diǎn)是在具有磁場(chǎng)的磁流變液中使工件做多個(gè)自由度的運(yùn)動(dòng)，利用工件與磁流變液產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，通過控制工件的多自由度運(yùn)動(dòng)，能夠在一次裝夾下，同時(shí)對(duì)一個(gè)或多個(gè)工件的外表面進(jìn)行拋光加工，其外表面可以是平面、弧面或復(fù)雜曲面。
【IPC分類】B24B47/10, B24B1/00
【公開號(hào)】CN204935269
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520615659
【發(fā)明人】許亮, 陳永福, 杜群波, 許君
【申請(qǐng)人】宇環(huán)數(shù)控機(jī)床股份有限公司
【公開日】2016年1月6日
【申請(qǐng)日】2015年8月17日