一种自适应均衡研抛应力的非球面研抛工具

摘要

本发明公开了一种自适应均衡研抛应力的非球面研抛工具，特点是包括壳体、连接杆和多根相互独立的研抛棒，研抛棒的一端安装有研抛介质，研抛棒的另一端密封伸入壳体中，壳体内设置有研抛棒的自适应研抛应力控制机构，连接杆的一端与壳体球铰接，连接杆的另一端与研抛工具的主进给运动机构相连接；优点是保证了研抛棒的灵活度，达到了研抛自适应位姿的效果，且在液压控制系统的作用下，调节溢流阀，可调节液压系统的压力，使得壳体左、右腔体中的油压处于一个动态的平衡状态，在连接盘内的活塞作用下，可调节研抛棒的受力状态，从而可有效地控制研抛接触面的法向力，使得研抛接触面的法向力均衡，提高零件表面的精整加工质量。

说明书

技术领域

本发明涉及机械领域中大型非球面零件的研抛工具，尤其涉及一种自适应均衡研抛 应力的非球面研抛工具。

背景技术

随着非球面零件需求量的与日俱增，同时对非球面零件的质量也提出了更高的要 求，使得突破现有的工艺技术，实现高效率、更经济的生产非球面零件越来越受到研究 者们的关注。为了提高大型非球面零件的加工效率，许多研抛工具使用大型的研抛盘， 但目前用于非球面零件加工的研抛工具存在以下技术缺陷：（1）非球面零件在加工时使 用大型的研抛盘容易导致研抛盘的研抛应力分布不均匀，从而导致工件表面研抛加工材 料去除不均匀，难以获得理想的加工质量；（2）在加工过程中工件上被研抛下来的废屑 容易积累在某一点而无法排泄，导致了研抛盘的使用寿命下降，提高了加工成本，同时 也增大了研抛盘的更换频率，降低了加工效率。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种在研抛时可使研抛应力分布均匀且容易排 泄研抛废屑的自适应均衡研抛应力的非球面研抛工具。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种自适应均衡研抛应力的非球面 研抛工具，包括壳体、连接杆和多根相互独立的研抛棒，所述的研抛棒的一端安装有研 抛介质，所述的研抛棒的另一端密封伸入所述的壳体中，所述的壳体内设置有研抛棒的 自适应研抛应力控制机构，所述的连接杆的一端与所述的壳体球铰接，所述的连接杆的 另一端与研抛工具的主进给运动机构相连接。

所述的自适应研抛应力控制机构包括连接盘和液压控制系统，所述的连接盘固定设 置在所述的壳体中，所述的连接盘上设置有与所述的研抛棒的数量相等的空腔，所述的 空腔与所述的壳体的内腔相连通，所述的研抛棒的另一端伸入所述的空腔中且固定连接 有活塞，所述的活塞与所述的空腔密封滑动配合，所述的连接盘将所述的壳体内腔分成 左腔体和右腔体，所述的左腔体的腔壁和右腔体的腔壁上分别通过油管和所述的液压控 制系统相连接。

所述的液压控制系统包括三位四通电磁阀、溢流阀、液压泵、过滤器和油箱，所述 的过滤器连接在所述的油箱的出油口上，所述的液压泵的进油口与所述的过滤器相连 通，所述的液压泵的出油口与所述的三位四通电磁阀相连接，所述的溢流阀并联在所述 的液压泵的出油口上，两根所述的油管分别通过单向节流阀与所述的三位四通电磁阀相 连接。

所述的壳体包括缸体和端盖，所述的缸体与所述的端盖固定连接，所述的缸体内设 置有定位台阶，所述的连接盘的一端面顶在所述的定位台阶上，所述的连接盘的另一端 面与所述的端盖之间设置有套筒。

所述的连接杆的一端一体设置有球铰头，所述的连接杆通过所述的球铰头与所述的 端盖球铰接。

所述的研抛棒的一端为大头端，所述的大头端的端面为凸球面，所述的研抛介质安 装在所述的凸球面上。

所述的多根研抛棒呈圆形排列。

所述的研抛介质为羊毛毡或油石等在手工研抛中常用的研抛介质。

与现有技术相比，本发明的优点是由于壳体内设置有研抛棒的自适应研抛应力控制 机构，且连接杆的一端与壳体球铰接，在两者的共同作用下，保证了研抛棒的灵活度， 达到了研抛自适应位姿的效果，且由于壳体的左腔体和右腔体分别通过油管与液压控制 系统相连接，在液压控制系统的作用下，调节溢流阀，可调节液压系统的压力，使得壳 体左、右腔体中的油压处于一个动态的平衡状态，在连接盘内的活塞作用下，可调节研 抛棒的受力状态，从而可有效地控制研抛接触面的法向力，使得研抛接触面的法向力均 衡，提高零件表面的精整加工质量；此外，由于多根研抛棒之间相互独立，使得研抛棒 之间存在一定的间隙，可有效地排泄工件上被研抛下来的废屑，提高了研抛棒的使用寿 命，减小了研抛棒的更换频率，降低了加工成本。

附图说明

图1为本发明对非球面零件进行研抛的工作状态示意图；

图2为本发明的结构示意图；

图3为本发明的端面结构示意图；

图4为本发明的液压控制系统的原理图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

如图所示，一种自适应均衡研抛应力的非球面研抛工具，包括缸体1、端盖2、连 接杆3和多根相互独立且呈圆形排列的研抛棒4，缸体1与端盖2通过螺栓固定连接， 研抛棒4的一端为大头端41，大头端41的端面为凸球面，凸球面上安装有研抛介质（图 中未显示），研抛棒4的另一端密封伸入缸体1中，缸体1内设置有研抛棒的自适应研 抛应力控制机构，自适应研抛应力控制机构包括连接盘5和液压控制系统，缸体1内设 置有定位台阶（图中未标出），连接盘5的一端面顶在定位台阶上，连接盘5的另一端 面与端盖2之间设置有套筒6，连接盘5上设置有与研抛棒4的数量相等的空腔51，空 腔51与缸体1的内腔相连通，研抛棒4的另一端伸入空腔51中且固定连接有活塞7， 活塞7与空腔51密封滑动配合，连接盘5将缸体1的内腔分成左腔体11和右腔体12， 左腔体11的腔壁和右腔体12的腔壁上分别通过油管P、O和液压控制系统相连接，液 压控制系统包括三位四通电磁阀8、溢流阀81、液压泵82、过滤器83和油箱84，过滤 器83连接在油箱84的出油口上，液压泵82的进油口与过滤器83相连通，液压泵82 的出油口与三位四通电磁阀8相连接，溢流阀81并联在液压泵82的出油口上，两根油 管P、O分别通过单向节流阀85与三位四通电磁阀8相连接，连接杆3的一端一体设置 有球铰头31，连接杆3通过球铰头31与端盖2球铰接，连接杆3的另一端与研抛工具 的主进给运动机构9相连接。

上述实施例中，研抛介质可采用羊毛毡或油石等在手工研抛中常用的研抛介质。