專利名稱：精密雙面拋光機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及拋光機(jī)領(lǐng)域，尤其是一種精密雙面拋光機(jī)。
背景技術(shù)：
原傳統(tǒng)研拋機(jī)采用單電機(jī)帶動(dòng)，參見(jiàn)圖1，通過(guò)齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)上拋光盤22、下拋光盤23、內(nèi)齒圈24、外齒圈25的轉(zhuǎn)動(dòng)，上下拋光盤與行星輪只有兩種速度比，限制了雙面拋光加工運(yùn)動(dòng)軌跡的變化，缺乏對(duì)速度的精確控制。
為了提高拋光效率，有人對(duì)拋光機(jī)的行星盤做了改進(jìn)，如專利號(hào)為02292538.4，專利名稱為雙面拋光機(jī)行星盤的中國(guó)實(shí)用新型專利，公開(kāi)了一種雙面拋光盤，其行星盤上有3個(gè)偏心孔，3個(gè)偏心孔內(nèi)分別放置3個(gè)分離器，每個(gè)分離器的孔徑為103毫米。能夠部分提高拋光的成品率，而且提高了拋光效率。但是，其仍然采用傳統(tǒng)研拋機(jī)二軸或三軸傳動(dòng)方式。
存在的缺點(diǎn)是(1)、結(jié)構(gòu)復(fù)雜；(2)、不能實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速；(3)、加工的平穩(wěn)性差；(4)、拋光效率較低。

發(fā)明內(nèi)容為了克服已有的雙面拋光機(jī)的結(jié)構(gòu)復(fù)雜、不能實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速、加工的平穩(wěn)性差、拋光效率低的不足，本發(fā)明提供一種結(jié)構(gòu)緊湊、可實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速、加工過(guò)程平穩(wěn)性佳、可有效提升拋光效率的精密雙面拋光機(jī)。
本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是
一種精密雙面拋光機(jī)，包括機(jī)架、主軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、上拋光盤傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述的主軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)連接下拋光盤、內(nèi)齒圈、外齒圈以及與上拋光盤配合的連接件，所述的內(nèi)齒圈與外齒圈之間嚙合用于放置工件的行星輪，所述的上拋光盤傳動(dòng)機(jī)構(gòu)位于主機(jī)架軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的上方，所述的上拋光盤傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括安裝在機(jī)架上的驅(qū)動(dòng)裝置，所述驅(qū)動(dòng)裝置帶有活塞桿，所述的活塞桿與上拋光盤連接，所述的主軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)還包括四個(gè)變頻電機(jī)、驅(qū)動(dòng)上拋光盤轉(zhuǎn)動(dòng)的長(zhǎng)軸、驅(qū)動(dòng)內(nèi)齒圈轉(zhuǎn)動(dòng)的小軸、驅(qū)動(dòng)下拋光盤轉(zhuǎn)動(dòng)的中軸以及驅(qū)動(dòng)外齒圈轉(zhuǎn)動(dòng)的大軸，所述的第一變頻電機(jī)的輸出軸與第一傳動(dòng)帶連接來(lái)傳動(dòng)長(zhǎng)軸，所述長(zhǎng)軸底端連接長(zhǎng)軸軸承，所述長(zhǎng)軸軸承安裝在機(jī)架上；所述的第二變頻電機(jī)的輸出軸與第二傳動(dòng)帶連接來(lái)傳動(dòng)小軸，所述小軸底端連接小軸軸承，所述小軸軸承套裝在長(zhǎng)軸的外側(cè)；所述的第三變頻電機(jī)的輸出軸與第三傳動(dòng)帶連接來(lái)傳動(dòng)中軸，所述的中軸底端連接中軸軸承，所述中軸軸承套裝在小軸的外側(cè)；所述的第四變頻電機(jī)的輸出軸與第四齒輪傳動(dòng)連接，所述的第四齒輪通過(guò)鍵連接大軸，所述大軸底端連接大軸軸承，所述大軸軸承套裝在中軸的外側(cè)；所述的大軸軸承套上安裝升降驅(qū)動(dòng)裝置，所述的升降驅(qū)動(dòng)裝置帶有伸縮桿，所述伸縮桿的另一端與長(zhǎng)軸固定連接，所述大軸上設(shè)有可供鍵上下滑動(dòng)的鍵槽。
作為優(yōu)選的一種方案所述的第一傳動(dòng)帶為第一同步帶；所述的第二傳動(dòng)帶為第二同步帶；所述的第三傳動(dòng)帶為第三同步帶；中間齒輪套裝在第四變頻電機(jī)的輸出軸上，所述中間齒輪與第四齒輪嚙合。
進(jìn)一步，所述長(zhǎng)軸的上端裝D級(jí)單列向心球軸承和單列推力球軸承，底端安裝方形座頂絲外球面球軸承，所述方形座頂絲外球面球軸承安裝在長(zhǎng)軸后軸承座內(nèi)；所述小軸的上端裝單列向心球軸承和單列推力球軸承，底端安裝滾針軸承，所述滾針軸承安裝在小軸軸承座內(nèi)；中軸前端安裝一對(duì)反向的圓錐滾子軸承，后端安裝滾針軸承，所述滾針軸承安裝在中軸軸承座內(nèi)；大軸與中軸軸承座滑動(dòng)套接，采用間隙配合；大軸軸承座固定在工作臺(tái)上，大軸與大軸軸承座間采用滾柱軸承，大軸后端放置一止推軸承。
更進(jìn)一步，所述升降驅(qū)動(dòng)裝置為液壓缸或氣缸。
作為優(yōu)選的另一種方案所述的驅(qū)動(dòng)裝置連接用于調(diào)節(jié)加載壓力大小的壓力調(diào)節(jié)閥，在所述的活塞桿與上拋光盤的連接處安裝壓力傳感器；所述的上拋光盤傳動(dòng)機(jī)構(gòu)還包括用于接收壓力傳感器的信號(hào)，并將壓力傳感器的壓力值與預(yù)設(shè)的工作壓力比較，選擇性地向壓力調(diào)節(jié)閥發(fā)出增大或減小壓力指令的上拋光盤壓力控制器，所述的壓力調(diào)節(jié)閥、壓力傳感器連接上拋光盤壓力控制器。
進(jìn)一步，所述的驅(qū)動(dòng)裝置為氣缸，所述氣缸包括上室、下室以及活塞，活塞連接活塞桿，所述上室與上氣管連通，所述下室與下氣管連通，所述的上氣管、下氣管分別與大氣連通、同時(shí)與壓力調(diào)節(jié)閥連通。
再進(jìn)一步，上拋光盤與氣缸活塞桿浮動(dòng)連接。
所述的氣缸活塞桿通過(guò)浮動(dòng)接頭與上拋光盤連接，所述浮動(dòng)接頭為球弧面的球軸承。
所述的氣缸活塞桿與連接桿連接，所述的連接桿與壓力傳感器連接，所述壓力傳感器轉(zhuǎn)動(dòng)軸，所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸連接在球弧面的球軸承，所述球軸承與上拋光盤支架連接。
本發(fā)明的有益效果主要表現(xiàn)在1、結(jié)構(gòu)緊湊；2、可實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速、加工過(guò)程的軟啟動(dòng)和軟停止；3、對(duì)工件的沖擊影響小，加工過(guò)程的平穩(wěn)性佳；4、可有效提升拋光效率；5、能夠承受工作壓力和工作臺(tái)的重力，加工精度高；6、能夠精確控制上拋光盤對(duì)工件的壓力，有效提升拋光精度；7、浮動(dòng)接頭不要求負(fù)載與氣缸軸心一致，采用球軸承，能夠保證氣缸活塞桿與上拋光盤相互貼合。


圖1是傳統(tǒng)的雙面研磨拋光機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是本發(fā)明的雙面拋光機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3是拋光機(jī)的主軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)圖。
圖4是拋光機(jī)的上拋光盤傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)圖。
圖5是氣動(dòng)加載裝置的氣動(dòng)控制原理圖。
圖6是工控機(jī)的控制原理圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。
參照?qǐng)D2～圖6，一種精密雙面拋光機(jī)，包括機(jī)架1、主軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、上拋光盤傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述的主軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)連接下拋光盤23、內(nèi)齒圈24、外齒圈25以及與上拋光盤22配合的連接件，所述的內(nèi)齒圈24與外齒圈25之間嚙合用于放置工件的行星輪38，所述的上拋光盤傳動(dòng)機(jī)構(gòu)位于主軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的上方，所述的上拋光盤傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括安裝在機(jī)架上的驅(qū)動(dòng)裝置27，所述驅(qū)動(dòng)裝置27帶有活塞桿28，所述的活塞桿28與上拋光盤22連接，所述的主軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括四個(gè)變頻電機(jī)、驅(qū)動(dòng)上拋光盤轉(zhuǎn)動(dòng)的長(zhǎng)軸6、驅(qū)動(dòng)內(nèi)齒圈轉(zhuǎn)動(dòng)的小軸7、驅(qū)動(dòng)下拋光盤轉(zhuǎn)動(dòng)的中軸8以及驅(qū)動(dòng)外齒圈轉(zhuǎn)動(dòng)的大軸9，第一變頻電機(jī)2的輸出軸與第一傳動(dòng)帶10連接來(lái)傳動(dòng)長(zhǎng)軸6，所述長(zhǎng)軸6底端連接長(zhǎng)軸軸承11，所述長(zhǎng)軸軸承11安裝在機(jī)架1上；第二變頻電機(jī)3的輸出軸與第二傳動(dòng)帶12連接來(lái)傳動(dòng)小軸7，所述小軸7底端連接小軸軸承13，所述小軸軸承13套裝在長(zhǎng)軸6的外側(cè)；第三變頻電機(jī)4的輸出軸與第三傳動(dòng)帶14連接來(lái)傳動(dòng)中軸8，所述的中軸8底端連接中軸軸承15，所述中軸軸承15套裝在小軸7的外側(cè)；第四變頻電機(jī)5的輸出軸與第四齒輪16傳動(dòng)連接，所述的第四齒輪16通過(guò)鍵連接大軸6，所述大軸6底端連接大軸軸承17，所述大軸軸承17套裝在中軸8的外側(cè)；所述的大軸軸承套上安裝升降驅(qū)動(dòng)裝置，所述的升降驅(qū)動(dòng)裝置帶有伸縮桿18，所述伸縮桿18的另一端與長(zhǎng)軸6固定連接，所述大軸9上設(shè)有可供鍵上下滑動(dòng)的鍵槽。
所述的第一傳動(dòng)帶10為第一同步帶；所述的第二傳動(dòng)帶12為第二同步帶；所述的第三傳動(dòng)帶14為第三同步帶；中間齒輪19套裝在第四變頻電機(jī)5的輸出軸上，所述中間齒輪19與第四齒輪5嚙合。
所述長(zhǎng)軸6的上端裝D級(jí)單列向心球軸承和單列推力球軸承，底端安裝方形座頂絲外球面球軸承，所述方形座頂絲外球面球軸承安裝在長(zhǎng)軸軸承座內(nèi)；所述小軸7的上端裝單列向心球軸承和單列推力球軸承，底端安裝滾針軸承，所述滾針軸承安裝在小軸軸承座內(nèi)；中軸8前端安裝一對(duì)反向的圓錐滾子軸承，后端安裝滾針軸承，所述滾針軸承安裝在中軸軸承座內(nèi)；大軸9與中軸軸承座滑動(dòng)套接，采用間隙配合；大軸軸承座固定在工作臺(tái)20上，大軸9與大軸軸承座間采用滾柱軸承，大軸9后端放置一止推軸承。所述升降驅(qū)動(dòng)裝置為液壓缸或氣缸。
驅(qū)動(dòng)裝置27連接用于調(diào)節(jié)加載壓力大小的壓力調(diào)節(jié)閥29，所述壓力調(diào)節(jié)閥29連接氣動(dòng)氣源，在所述的活塞桿28與上拋光盤22的連接處安裝壓力傳感器30；所述的氣動(dòng)加載裝置還包括用于根據(jù)工件的加工條件制定的加載壓力控制曲線控制載荷大小，以及用于各個(gè)拋光階段，接收壓力傳感器的信號(hào)，并將壓力傳感器的壓力值與預(yù)設(shè)各個(gè)拋光階段的工作壓力比較，選擇性地向壓力調(diào)節(jié)閥發(fā)出增大或減小壓力指令的上拋光盤壓力控制模塊31；所述的上拋光盤壓力控制模塊31連接壓力調(diào)節(jié)閥29、壓力傳感器30。
所述的氣動(dòng)加載裝置還包括用于檢測(cè)上拋光盤位置的位移傳感器36，所述的位移傳感器36連接用于依照位移傳感器的信號(hào)判定上拋光盤是否到達(dá)工作位置的上拋光盤位置控制模塊37，所述的位置傳感器36連接所述上拋光盤位置控制模塊37。
所述驅(qū)動(dòng)裝置為氣缸27，氣缸包括上室、下室以及活塞，活塞連接活塞桿，所述上室與上氣管連通，所述下室與下氣管連通，所述的上氣管、下氣管分別與大氣連通、同時(shí)與壓力調(diào)節(jié)閥連通。所述壓力調(diào)節(jié)閥的調(diào)節(jié)裝置包括步進(jìn)電機(jī)、偏心機(jī)構(gòu)，所述的步進(jìn)電機(jī)連接上拋光盤壓力控制模塊的控制端，所述步進(jìn)電機(jī)的輸出軸連接偏心機(jī)構(gòu)，所述偏心機(jī)構(gòu)與壓力調(diào)節(jié)閥的閥芯傳動(dòng)連接。
上拋光盤22與氣缸活塞桿28浮動(dòng)連接。所述的氣缸活塞桿28通過(guò)浮動(dòng)接頭32與上拋光盤22連接，所述浮動(dòng)接頭32為球弧面的球軸承。所述的氣缸活塞桿28與連接桿33連接，所述的連接桿33與壓力傳感器30連接，所述壓力傳感器30連接轉(zhuǎn)動(dòng)軸34，所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸34連接在球弧面的球軸承，所述球軸承與上拋光盤支架35連接。
本實(shí)施例采用四個(gè)變頻電機(jī)分別拖動(dòng)上拋光盤22、下拋光盤23、內(nèi)齒圈24、外齒圈25的四動(dòng)拋光原理來(lái)進(jìn)行傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，且采用軸套結(jié)構(gòu)使四軸同心，結(jié)構(gòu)緊湊，可實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速、加工過(guò)程的軟啟動(dòng)和軟停止，對(duì)工件的沖擊影響小，加工過(guò)程的平穩(wěn)性佳。
第一變頻電機(jī)2通過(guò)第一同步帶及帶輪將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)傳至長(zhǎng)軸6，工作時(shí)上拋光盤22下降，長(zhǎng)軸6通過(guò)連接件與上拋光盤22相連，使上拋光盤22旋轉(zhuǎn)；第二變頻電機(jī)3通過(guò)第二同步帶及帶輪將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)傳至小軸7，小軸7與內(nèi)齒圈24相連，使內(nèi)齒圈24旋轉(zhuǎn)；第三變頻電機(jī)4通過(guò)第三同步帶及帶輪將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)傳至中軸8，中軸8與下拋光盤23相連，使下拋光盤23旋轉(zhuǎn)；第四變頻電機(jī)5通過(guò)一對(duì)齒輪把運(yùn)動(dòng)傳遞到大軸9，大軸9與外齒圈25相連，使外齒圈25運(yùn)動(dòng)；同時(shí)升降驅(qū)動(dòng)裝置(液壓缸)26活塞的運(yùn)動(dòng)使伸縮桿18推動(dòng)上下移動(dòng)，最終使外齒圈25位置可以上下調(diào)整。
對(duì)于雙面拋光機(jī)結(jié)構(gòu)而言，其核心部分是帶動(dòng)上、下拋光盤及內(nèi)齒圈及外齒圈旋轉(zhuǎn)的主軸機(jī)構(gòu)。下面參照?qǐng)D3，分別對(duì)該結(jié)構(gòu)做詳細(xì)的設(shè)計(jì)由于主軸組件要保證一定的加工精度并承受工作壓力和工作臺(tái)的重力，因此要求有好的精度、剛度和承載能力。
上拋光盤22運(yùn)動(dòng)傳遞過(guò)程第一變頻電機(jī)2——第一皮帶輪——鍵——長(zhǎng)軸6——鍵——帶動(dòng)圓螺母——上拋光盤22。為了保證上拋光盤22的旋轉(zhuǎn)精度和位置精度，長(zhǎng)軸6的旋轉(zhuǎn)精度和剛度是關(guān)鍵。因此在長(zhǎng)軸的前端裝精度高、剛性好的D級(jí)單列向心球軸承和單列推力球軸承，后軸承裝了方形座頂絲外球面球軸承。這樣兩個(gè)方向的軸向力和徑向力都能承受，保證有一定的旋轉(zhuǎn)精度和剛度；
內(nèi)齒圈24運(yùn)動(dòng)的傳遞過(guò)程第二變頻電機(jī)3——第二皮帶輪——鍵——小軸7——鍵——內(nèi)齒圈座——內(nèi)齒圈24。為了保證內(nèi)齒圈24的旋轉(zhuǎn)精度和位置精度，小軸7的旋轉(zhuǎn)精度和剛度是關(guān)鍵。因此小軸前端用單列向心球軸承和單列推力球軸承，后端長(zhǎng)軸與小軸之間采用滾針軸承，其徑向結(jié)構(gòu)緊湊且承載能力大，同時(shí)保證長(zhǎng)軸與小軸的平行度，小軸與支承體間放置一止推軸承，承受軸向力。
下拋光盤23運(yùn)動(dòng)的傳遞過(guò)程第三變頻電機(jī)4——第三皮帶輪——鍵——中軸8——下拋光盤座——下拋光盤23。為了保證下拋光盤23運(yùn)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)精度和位置精度，中軸8的旋轉(zhuǎn)精度和剛度是關(guān)鍵。下拋光盤通過(guò)螺釘固定在下拋光盤座上，定位面是下拋光盤座的端面及其下拋光盤定位銷的外圓表面。中軸前端采用一對(duì)反向的圓錐滾子軸承安裝在中軸軸承座上，后端中軸與小軸間也采用滾針軸承，使其徑向結(jié)構(gòu)緊湊，承載能力大，保證中軸與小軸間的平行度，中軸與支承體間放置一止推軸承，承受軸向力。
外齒圈25做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和調(diào)整位置的上下移動(dòng)。旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的傳遞第四變頻電機(jī)5——齒輪——鍵——齒輪——鍵——大軸9——外齒圈座——外齒圈25。上下調(diào)整運(yùn)動(dòng)傳遞空氣壓縮機(jī)——液壓缸26——伸縮桿18——軸承座——軸承——大軸——外齒圈座——外齒圈25。外齒圈25由于既要旋轉(zhuǎn)又要移動(dòng)，旋轉(zhuǎn)精度和位置精度相對(duì)較低。大軸9在中軸軸承座滑移，采用間隙配合。大軸軸承座固定在工作臺(tái)20上，大軸與大軸軸承座間采用滾柱軸承，可以承受較大徑向力，徑向結(jié)構(gòu)緊湊。后端用放置一止推軸承，承受軸向力。
本實(shí)施例的拋光機(jī)的工作方式有非接觸拋光時(shí)，要將上拋光盤22相對(duì)工件(在下拋光盤上)浮起數(shù)微米；而在接觸拋光時(shí)要對(duì)上拋光盤加載，最大載荷要達(dá)一百多公斤力；停止拋光時(shí)，則又要將上拋光盤抬起一定高度。
為了實(shí)現(xiàn)上述功能，本實(shí)施例的上拋光盤采用氣缸27利用高壓空氣的壓力來(lái)實(shí)現(xiàn)加壓。高壓空氣由上氣管進(jìn)入氣缸的上室，推動(dòng)活塞桿28向下移動(dòng)，上拋光盤浮動(dòng)連接在氣缸活塞桿上，從而實(shí)現(xiàn)加工過(guò)程中所需壓力。高壓空氣由下氣管進(jìn)入氣缸的下室，同時(shí)上氣管接通大氣，從而推動(dòng)活塞帶動(dòng)連接桿及拋光盤向上移動(dòng)，即可卸下或檢查工件。氣缸的工作壓力調(diào)節(jié)通過(guò)調(diào)節(jié)氣壓系統(tǒng)中的壓力調(diào)節(jié)閥29來(lái)實(shí)現(xiàn)，為精確控制上拋光盤對(duì)工件的壓力，氣缸與拋光盤連接處裝一個(gè)壓力傳感器30，以形成一個(gè)閉環(huán)控制，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)氣缸的精確控制。為保證拋光時(shí)的壓力調(diào)整要求，采用靜壓活塞。
軸向精度由氣缸下端面的精度來(lái)保證，調(diào)試以后使上拋光盤達(dá)到很高的徑向定位精度和軸向定位精度。
另外考慮上下拋光盤的貼合，提高工件的加工精度，采用浮動(dòng)連接使氣缸與上拋光盤相連。當(dāng)負(fù)載連接于氣缸活塞桿端部時(shí)，使用浮動(dòng)連接可吸收活塞桿和負(fù)載的偏心或不平行對(duì)活塞桿產(chǎn)生的偏心負(fù)載和橫向負(fù)載。同時(shí)考慮上拋光盤工作時(shí)不僅要加載荷而且需要高速轉(zhuǎn)動(dòng)，所以與一般的浮動(dòng)接頭結(jié)構(gòu)不一樣。浮動(dòng)接頭采用球弧面的球軸承連接，故允許上拋光盤在x、y、z三個(gè)方向的搖動(dòng)，允許搖動(dòng)角在±5°以內(nèi)，下拋光盤軸心線在接頭軸線的垂直方向可作微量偏心滑移，同時(shí)由于浮動(dòng)接頭不要求負(fù)載與氣缸軸心一致。
本實(shí)施例的拋光盤壓力的控制策略由氣動(dòng)控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，主要通過(guò)氣缸活塞桿28的位置變化實(shí)現(xiàn)載荷的精確控制。用軟件編寫定時(shí)器來(lái)控制氣動(dòng)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)拋光過(guò)程所需要的高低壓加壓時(shí)間，由微機(jī)通過(guò)編好的程序控制壓力調(diào)節(jié)閥29，壓力調(diào)節(jié)閥29再控制氣缸，同時(shí)在氣缸與拋光盤連接處裝有一個(gè)壓力傳感器30，通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換，把氣缸的壓力信號(hào)反饋到工控機(jī)中，通過(guò)一個(gè)位移傳感器36檢查上拋光盤位置，同樣通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換，把上拋光盤22的位置信號(hào)反饋到工控機(jī)中，形成兩個(gè)閉環(huán)控制，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)拋光盤壓力的精確控制。設(shè)備氣動(dòng)控制系統(tǒng)原理圖，可反映氣缸控制系統(tǒng)原理。氣缸是由壓力調(diào)節(jié)閥控制其動(dòng)作，對(duì)壓力調(diào)節(jié)閥的設(shè)計(jì)及控制是整個(gè)氣動(dòng)系統(tǒng)控制的關(guān)鍵。
氣動(dòng)系統(tǒng)氣源由小型空壓機(jī)提供，壓縮空氣經(jīng)過(guò)儲(chǔ)氣管和過(guò)濾器供給系統(tǒng)，系統(tǒng)壓力由壓力調(diào)節(jié)閥調(diào)定，通過(guò)微機(jī)設(shè)置調(diào)節(jié)電壓信號(hào)給壓力調(diào)節(jié)閥的步進(jìn)電機(jī)，步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)偏心機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)動(dòng)，再由偏心機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)閥芯的移動(dòng)，控制閥芯在閥套中的位置，從而控制氣缸的壓力要求，實(shí)現(xiàn)氣缸的精確運(yùn)動(dòng)，拋光盤壓力的精確控制。
在加工開(kāi)始時(shí)，由于工件表面不平整，如果直接以工作壓力加到工件上，則工件凸起處與拋光墊間的局部壓強(qiáng)特別大，摩擦阻力大，造成工件在行星輪內(nèi)受到很大的擠壓，容易把晶片壓碎或晶片從行星輪內(nèi)甩脫造成碎片。因此在機(jī)床剛開(kāi)始加工時(shí)，通過(guò)微機(jī)設(shè)置較小的調(diào)節(jié)電壓信號(hào)控制壓力調(diào)節(jié)閥的流量，壓縮空氣經(jīng)過(guò)壓力調(diào)節(jié)閥以較低的壓力進(jìn)入氣缸無(wú)桿腔，使加工工件上的壓力較小。當(dāng)加工一段時(shí)間以后，工件拋得比較平整，微機(jī)設(shè)置較大的電壓信號(hào)給壓力調(diào)節(jié)閥，增加流量，壓縮空氣經(jīng)過(guò)壓力調(diào)節(jié)閥以較高的壓力進(jìn)入氣缸無(wú)桿腔，使加工工件上的壓力增加，以提高拋光加工效率。在拋光加工快結(jié)束時(shí)，再一次供給低壓信號(hào)，使工件在較低的加工壓力下工作，這有利于降低工件表面的粗糙度。
在實(shí)施例的拋光機(jī)各階段高低壓的加工時(shí)間由于采用了軟件計(jì)算，所以操作者可以根據(jù)具體的情況設(shè)定。同時(shí)本研制的拋光機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)中采用程序控制的自動(dòng)壓力加載策略，可以根據(jù)加工材料的工藝特性編制加工過(guò)程的壓力加載曲線，避免了傳統(tǒng)研磨機(jī)中采用時(shí)間繼電器設(shè)定加載壓力、不易修改的問(wèn)題，微機(jī)控制系統(tǒng)可由操作者通過(guò)鍵盤設(shè)定任意壓力下的拋光工作時(shí)間。
權(quán)利要求
1.一種精密雙面拋光機(jī)，包括機(jī)架、主軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、上拋光盤傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述的主軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)連接下拋光盤、內(nèi)齒圈、外齒圈以及與上拋光盤配合的連接件，所述的內(nèi)齒圈與外齒圈之間嚙合用于放置工件的行星輪，所述的上拋光盤傳動(dòng)機(jī)構(gòu)位于主軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的上方，所述的上拋光盤傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括安裝在機(jī)架上的驅(qū)動(dòng)裝置，所述驅(qū)動(dòng)裝置帶有活塞桿，所述的活塞桿與上拋光盤連接，其特征在于所述的主軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)還包括四個(gè)變頻電機(jī)、驅(qū)動(dòng)上拋光盤轉(zhuǎn)動(dòng)的長(zhǎng)軸、驅(qū)動(dòng)內(nèi)齒圈轉(zhuǎn)動(dòng)的小軸、驅(qū)動(dòng)下拋光盤轉(zhuǎn)動(dòng)的中軸以及驅(qū)動(dòng)外齒圈轉(zhuǎn)動(dòng)的大軸，所述的第一變頻電機(jī)的輸出軸與第一傳動(dòng)帶連接來(lái)傳動(dòng)長(zhǎng)軸，所述長(zhǎng)軸底端連接長(zhǎng)軸軸承，所述長(zhǎng)軸軸承安裝在機(jī)架上；所述的第二變頻電機(jī)的輸出軸與第二傳動(dòng)帶連接來(lái)傳動(dòng)小軸，所述小軸底端連接小軸軸承，所述小軸軸承套裝在長(zhǎng)軸的外側(cè)；所述的第三變頻電機(jī)的輸出軸與第三傳動(dòng)帶連接來(lái)傳動(dòng)中軸，所述的中軸底端連接中軸軸承，所述中軸軸承套裝在小軸的外側(cè)；所述的第四變頻電機(jī)的輸出軸與第四齒輪傳動(dòng)連接，所述的第四齒輪通過(guò)鍵連接大軸，所述大軸底端連接大軸軸承，所述大軸軸承套裝在中軸的外側(cè)；所述的大軸軸承套上安裝升降驅(qū)動(dòng)裝置，所述的升降驅(qū)動(dòng)裝置帶有伸縮桿，所述伸縮桿的另一端與長(zhǎng)軸固定連接，所述大軸上設(shè)有可供鍵上下滑動(dòng)的鍵槽。
2.如權(quán)利要求1所述的精密雙面拋光機(jī)，其特征在于所述的第一傳動(dòng)帶為第一同步帶；所述的第二傳動(dòng)帶為第二同步帶；所述的第三傳動(dòng)帶為第三同步帶；中間齒輪套裝在第四變頻電機(jī)的輸出軸上，所述中間齒輪與第四齒輪嚙合。
3.如權(quán)利要求2所述的精密雙面拋光機(jī)，其特征在于所述長(zhǎng)軸的上端裝D級(jí)單列向心球軸承和單列推力球軸承，底端安裝方形座頂絲外球面球軸承，所述方形座頂絲外球面球軸承安裝在長(zhǎng)軸后軸承座內(nèi)；所述小軸的上端裝單列向心球軸承和單列推力球軸承，底端安裝滾針軸承，所述滾針軸承安裝在小軸軸承座內(nèi)；中軸前端安裝一對(duì)反向的圓錐滾子軸承，后端安裝滾針軸承，所述滾針軸承安裝在中軸軸承座內(nèi)；大軸與中軸軸承座滑動(dòng)套接，采用間隙配合；大軸軸承座固定在工作臺(tái)上，大軸與大軸軸承座間采用滾柱軸承，大軸后端放置一止推軸承。
4.如權(quán)利要求3所述的精密雙面拋光機(jī)，其特征在于所述升降驅(qū)動(dòng)裝置為液壓缸或氣缸。
5.如權(quán)利要求1-4之一所述的精密雙面拋光機(jī)，其特征在于所述的驅(qū)動(dòng)裝置連接用于調(diào)節(jié)加載壓力大小的壓力調(diào)節(jié)閥，在所述的活塞桿與上拋光盤的連接處安裝壓力傳感器；所述的上拋光盤傳動(dòng)機(jī)構(gòu)還包括用于接收壓力傳感器的信號(hào)，并將壓力傳感器的壓力值與預(yù)設(shè)的工作壓力比較，選擇性地向壓力調(diào)節(jié)閥發(fā)出增大或減小壓力指令的上拋光盤壓力控制器，所述的壓力調(diào)節(jié)閥、壓力傳感器連接上拋光盤壓力控制器。
6.如權(quán)利要求5所述的精密雙面拋光機(jī)的上拋光盤傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征在于所述的驅(qū)動(dòng)裝置為氣缸，所述氣缸包括上室、下室以及活塞，活塞連接活塞桿，所述上室與上氣管連通，所述下室與下氣管連通，所述的上氣管、下氣管分別與大氣連通、同時(shí)與壓力調(diào)節(jié)閥連通。
7.如權(quán)利要求6所述的所述的精密雙面拋光機(jī)的上拋光盤傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征在于上拋光盤與氣缸活塞桿浮動(dòng)連接。
8.如權(quán)利要求7所述的精密雙面拋光機(jī)的上拋光盤傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征在于所述的氣缸活塞桿通過(guò)浮動(dòng)接頭與上拋光盤連接，所述浮動(dòng)接頭為球弧面的球軸承。
9.如權(quán)利要求8所述的精密雙面拋光機(jī)的上拋光盤傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征在于所述的氣缸活塞桿與連接桿連接，所述的連接桿與壓力傳感器連接，所述壓力傳感器連接轉(zhuǎn)動(dòng)軸，所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸連接在球弧面的球軸承，所述球軸承與上拋光盤支架連接。
全文摘要
一種精密雙面拋光機(jī)，包括機(jī)架、主軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、上拋光盤傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，主軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)連接下拋光盤、內(nèi)齒圈、外齒圈以及與上拋光盤配合的連接件，內(nèi)齒圈與外齒圈之間嚙合用于放置工件的行星輪，上拋光盤傳動(dòng)機(jī)構(gòu)位于主軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的上方，上拋光盤傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括安裝在機(jī)架上的驅(qū)動(dòng)裝置，驅(qū)動(dòng)裝置帶有活塞桿，活塞桿與上拋光盤連接，采用四個(gè)變頻電機(jī)拖動(dòng)上下拋盤、內(nèi)齒圈、外齒圈的四動(dòng)拋光原理來(lái)進(jìn)行傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，且采用軸套結(jié)構(gòu)使四軸同心；驅(qū)動(dòng)裝置連接用于調(diào)節(jié)加載壓力大小的壓力調(diào)節(jié)閥，在活塞桿與上拋光盤的連接處安裝壓力傳感器，能夠精確控制上拋光盤的壓力。本發(fā)明結(jié)構(gòu)緊湊、可實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速、加工過(guò)程平穩(wěn)性佳、可有效提升拋光效率。
文檔編號(hào)B24B47/00GK101049678SQ20071006827
公開(kāi)日2007年10月10日 申請(qǐng)日期2007年5月9日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月9日
發(fā)明者李偉, 胡曉冬, 阮健 申請(qǐng)人:浙江工業(yè)大學(xué)