一种气囊工具自平衡振动抑制机构

技术领域

本发明涉及机械抛光加工技术领域，具体为一种气囊工具自平衡振动抑制机构。

背景技术

往往抛光后光学元件表面粗糙度RMS：≤1nm，面形精度PV：≤λ/4，对气囊工具振动防变形要求高；研究大口径非球面光学元件高效气囊抛光过程中气囊工具系统的颤振发生机理，基于该机理设计、研制出自平衡振动抑制系统工具，通过气囊抛光工具系统静平衡单元设计和动平衡单元设计两个方面提高大口径非球面气囊抛光过程的刚度及稳定性，在不干涉气囊头运动轨迹的主轴旋转部位安装在线动平衡装置，抑制气囊的回转振动，实现半柔性气囊工具主轴系统运行的可靠性和抛光精度的控制；国内现在的气囊抛光技术均振动抑制装置，只配置气囊砂轮修整，要达到超精密PV值，需要花更多更长时间进行修抛或无法到达这个技术指标值。

针对大气囊φ640抛光时，气囊工具在高转速时产生振动对光学元件的面形精度和表面粗糙度的影响，根据高转速主轴气囊工具旋转颤振发生机理，基于该机理设计、研制出一种自平衡振动抑制系统工具。

发明内容

本发明的目的在于提供一种安装方便、结构合理的气囊工具自平衡振动抑制机构，以克服现有技术的不足之处。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种气囊工具自平衡振动抑制机构，包括主轴箱；所述主轴箱由自平衡振动抑制装置、高转速主轴单元、高精度液压胀套、气囊组件、刀柄及静平衡块、主轴箱本体组成所述；所述自平衡振动抑制装置由中环、内环、平衡转子、带线圈的外环以及传感器及电源装置，所述自平衡振动抑制装置是中空环形结构；所述内环内嵌入固定有高转速主轴单元的主轴，所述外环固定在主轴箱本体上，所述中环嵌入在外环内，所述中环和内环之间有两个平衡转子，且两个平衡转子用于自动调整回转体的不平衡量；所述传感器及电源装置固定在自平衡振动抑制装置的侧面。

优选的，所述气囊组件用于对光学元件的接触抛光，由内外层橡胶和中间钢片夹层组成。

优选的，所述刀柄用于安装固定气囊组件，并且可装静平衡块，用于气囊组件及刀柄的静平衡。

优选的，所述高转速主轴单元由转子、定子、主轴、轴承组成，所述高转速主轴单元安装在主轴箱本体里，所述其下端内孔连接高精度液压胀套；所述高精度液压胀套与刀柄连接，所述刀柄与气囊组件连接，所述其下端外圆安装自平衡振动抑制装置的内环，所述内环装有自动调节不平衡量的移动块，所述与主轴一同旋转。

优选的，所述高精度液压胀套用于连接主轴和刀柄，并保证其同轴。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

当抛光后光学元件表面粗糙度RMS：≤1nm，面形精度PV：≤λ/4，对气囊工具振动防变形要求高，本发明解决了抛光后光学元件要到精度要求需要多次修正研抛、效率低等问题；采用自平衡振动抑制会大大提高了效率，同时提高精度和粗糙度；进而提高了气囊工具的使用寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明主轴箱内部结构示意图；

图2为本发明自平衡振动抑制装置结构示意图；

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-2，本发明提供一种技术方案：

一种气囊工具自平衡振动抑制机构，包括主轴箱；所述主轴箱由自平衡振动抑制装置1、高转速主轴单元5、高精度液压胀套2、气囊组件4、刀柄3 及静平衡块、主轴箱本体6组成所述；所述自平衡振动抑制装置1由中环12、内环14、平衡转子13、带线圈的外环11以及传感器及电源装置15，所述自平衡振动抑制装置1是中空环形结构；所述内环14内嵌入固定有高转速主轴单元5的主轴，所述外环11固定在主轴箱本体6上，所述中环12嵌入在外环11内，所述中环12和内环14之间有两个平衡转子13，且两个平衡转子 13用于自动调整回转体的不平衡量；所述传感器及电源装置15固定在自平衡振动抑制装置1的侧面。

优选的，所述气囊组件4用于对光学元件的接触抛光，由内外层橡胶和中间钢片夹层组成。

优选的，所述刀柄3用于安装固定气囊组件4，并且可装静平衡块，用于气囊组件4及刀柄3的静平衡。

优选的，所述高转速主轴单元5由转子、定子、主轴、轴承组成，所述高转速主轴单元5安装在主轴箱本体6里，所述其下端内孔连接高精度液压胀套2；所述高精度液压胀套2与刀柄3连接，所述刀柄3与气囊组件4连接，所述其下端外圆安装自平衡振动抑制装置1的内环14，所述内环14装有自动调节不平衡量的移动块，所述与主轴一同旋转。

优选的，所述高精度液压胀套2用于连接主轴和刀柄3，并保证其同轴。

其中，操作过程或工作原理如下：首先将气囊组件4、刀柄3进行静平衡调整，安装到整机的高转速主轴单元5后，自平衡振动抑制装置1会自动对运转中的部件产生的不平衡状态进行平衡量补偿；两个平衡转子13被安装在自平衡振动抑制装置1的中环12和内环14之间，平衡转子13的转动是通过触发上平衡单元定子线圈，并通过无线方式将动能传递给平衡转子13，并可以实现单独的自由旋转；利用计算公式，通过控制单元，可以快速获取需要的信息，如转速，平衡块的角度位置以及不平衡量，如果旋转部件的振动超过了预先设定值，平衡自动启动。

其中，传感器及电源装置15固定在自平衡振动抑制装置1的侧面，并为自平衡振动抑制装置1提供电源同时快速获取主轴的转速、平衡块的角度位置以及不平衡量等参数；能够为主轴箱提供主轴的实时数据，对旋转部件及时进行补偿修正。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。