專利名稱：曲面精整加工裝置的制作方法
技術領域：
曲面精整加工裝置是用于加工三維曲面工件表面的設備，屬于機械工程領域。
背景技術：
目前，三維曲面工件的表面加工主要通過各種研磨機實現。由于三維曲面工件的表面起伏不平，傳統的打磨方法往往采用手工操作，存在工件表面受力不均、打磨耗時耗力等缺點，導致打磨質量差、生產效率低、勞動強度大。
發明內容本實用新型提供一種使用柔性軸與表面加工工具精整或光整工件三維表面的加
工裝置，其目的在于改變傳統的通過剛性軸帶動表面加工工具精整平面工件的加工方式，
并為三維曲面工件的表面精整加工提供解決方案。 本實用新型的上述目的是這樣實現的，結合附圖說明如下 —種曲面精整加工裝置，包括柔性軸、柔性軸支撐機構、表面加工工具、支架、底座以及工作臺，所述的柔性軸1至少一組，每組柔性軸1上裝有多個表面加工工具3，柔性軸1通過多個柔性軸支撐機構2裝在支架4上，柔性軸1的軸線隨著待加工工件5的表面被動彎曲；所述的表面加工工具3由柔性軸1帶動旋轉，表面加工工具3由一個或多個為一組，在不同組表面加工工具3之間設置柔性軸支撐機構2，表面加工工具3為拋光輪研具，即砂輪、砂帶、磨條、毛刷、鋼絲刷或銑刀工具。 所述的柔性軸1由鋼絲、軟軸、鋼絲繩、螺旋彈簧或聚氨酯橡膠等彈性元件中的一種或數種組成。 所述的柔性軸支撐機構2由氣缸、液壓缸或彈簧實現其伸縮功能。 所述的工作臺7在驅動機構作用下帶動待加工工件5前后移動或旋轉。 所述的支架4可以帶動柔性軸1及柔性軸支撐機構2前后移動。 當柔性軸支撐機構2采用彈簧結構時，將彈簧結構安裝于活動梁9上，活動梁9可
以沿支架4上下移動。 所述的柔性軸1由若干個剛性短軸10組成，相鄰的剛性短軸10之間通過萬向節連接，每個剛性短軸10上裝有兩個或多個表面加工工具3，并在每個剛性短軸10上分別設置支撐機構2，所述剛性短軸10的高度與擺角可以變化。 所述的柔性軸支撐機構2采用伺服控制，通過數控系統與檢測機構實現閉環精整加工或超精加工。 本實用新型主要是把傳統的剛性傳動軸柔性化，以實現三維曲面工件的表面加工。加工工件時，電機帶動柔性軸與表面加工工具旋轉；柔性軸的軸線彎曲度由待加工工件表面形狀決定；靠支架的前后移動或工作臺的前后移動或旋轉實現表面加工。待加工工件可以是機械零件或者模具，也可以是任何需要進行表面精整的三維曲面材料。這種技術與傳統的表面加工技術相比，工件適應性廣、加工過程連續、加工效率高、工件表面受力均勻
3且表面精度高，使生產成本大大降低。
圖la是采用氣缸或液壓缸支撐柔性軸的曲面精整加工裝置結構示意圖，柔性軸上安裝的表面加工工具為拋光輪，支架固定，工作臺可平移；[0015] 圖lb是圖la的A-A剖面示意圖； 圖2是采用氣缸或液壓缸支撐柔性軸的曲面精整加工裝置結構示意圖，支架固定，工作臺可旋轉； 圖3是采用彈簧結構支撐柔性軸的曲面精整加工裝置結構示意圖，工作臺固定，支架可平移，活動梁可上下移動； 圖4是由若干個剛性短軸構成柔性軸的曲面精整加工裝置局部結構示意圖；[0019] 圖5是一種手持式曲面精整加工裝置的結構示意圖，采用氣缸作為柔性軸支撐機構，柔性軸由小型電機驅動旋轉。 圖中1.柔性軸2.柔性軸支撐機構3.表面加工工具4.支架5.待加工工件6.底座7.工作臺8.旋轉驅動機構9.活動梁10.剛性短軸11.小型電機12.軟軸固定座
具體實施方式
以下結合附圖所示實施例進一步說明本實用新型的具體內容及其工作過程。[0022] 曲面精整加工裝置由柔性軸、柔性軸支撐機構、表面加工工具、支架、底座以及工作臺構成，所述的柔性軸由電機驅動旋轉，柔性軸的軸線可以隨著待加工工件表面被動彎曲。 所述的柔性軸由鋼絲、軟軸、鋼絲繩、螺旋彈簧、聚氨酯橡膠等彈性元件中的一種或數種組成，也可由若干個剛性短軸組成，相鄰的剛性短軸之間通過萬向節連接，剛性短軸的高度與擺角可以變化。在所述的柔性軸或剛性短軸上設置若干個支撐機構，柔性軸與不同高度的待加工工件表面作用時，支撐機構產生相應的被動伸縮，從而促使柔性軸上的表面加工工具與待加工工件表面貼合。 所述的表面加工工具可以是拋光輪等研具，也可以是砂輪、砂帶、磨條、毛刷、鋼絲刷、銑刀等工具。 所述的支撐機構伸縮部分由氣缸或液壓缸或彈簧構成。當采用氣缸或液壓缸時，
還可以采用伺服控制，通過數控系統與檢測機構實現閉環精整加工或超精加工；當采用彈
簧結構時，所述的活動梁可以帶動支撐機構與柔性軸上下移動。 所述的工作臺可以在驅動機構作用下帶動待加工工件前后移動或旋轉。 所述的支架可以前后移動。 參考圖la、lb :曲面精整加工裝置采用兩組并排的柔性軸(l)，兩組柔性軸(1)上的表面加工工具(3)錯位布置，保證加工的均勻性；柔性軸支撐機構(2)由氣缸或液壓缸構成。 加工過程中，工作臺(7)可以帶動待加工工件(5)前后移動，由電機帶動柔性軸(1)與表面加工工具(3)旋轉，通過壓縮柔性軸支撐機構(2)促使柔性軸(1)上的表面加工工具(3)與待加工工件(5)的表面貼合。 參考圖2 :通過旋轉驅動機構(8)驅使工作臺(7)做旋轉運動，從而實現待加工工件(5)的表面加工。 參考圖3 :曲面精整加工裝置的柔性軸支撐機構(2)由彈簧結構組成。 加工過程中，工作臺(7)固定，支架(4)可以前后移動，通過壓縮柔性軸支撐機構
(2) 促使柔性軸(1)上的表面加工工具(3)與待加工工件(5)的表面貼合。還可以通過上下移動活動梁(9)帶動柔性軸支撐機構(2)上拉或下壓柔性軸(1)來調整表面加工工具
(3) 與待加工工件(5)的間距以及表面加工工具(3)對待加工工件(5)的作用力。 參考圖4 :柔性軸由若干個剛性短軸(10)構成，相鄰的剛性短軸(10)之間通過萬向節連接，每個剛性短軸(10)上裝有兩個表面加工工具(3)。 參考圖5 :采用一組柔性軸的手持式曲面精整加工裝置，柔性軸支撐機構(2)由氣缸構成。 加工過程中，電機帶動柔性軸(1)與表面加工工具(3)旋轉，通過控制氣缸的壓力來調整柔性軸支撐機構(2)的伸縮力，使柔性軸(1)上的表面加工工具(3)與待加工工件(5)的表面貼合。 以上結合具體實施方式
對本實用新型進行了詳細描述。曲面精整加工裝置只需工作臺(7)的直線或旋轉運動或支架(4)的前后移動就可以使柔性軸(1)與待加工工件(5)的表面貼合并使柔性軸(1)受壓后的軸線位置產生變化，再利用電機帶動柔性軸(1)與表面加工工具(3)旋轉實現工件三維表面的精整或光整加工，裝置的結構簡單，操作方便。[0037] 很明顯，以上描述以及附圖中所示的內容均應被理解為是示例性的，而非意味著對本實用新型的限制。對于本領域的技術人員來講，顯然可以在本實用新型的基礎上對其進行各種變形或修改。盡管說明書中給出了具有兩組柔性軸的示范性例子，但如前所述，本領域的技術人員可以根據實際需要自由選擇其它或更多數量的柔性軸以及布置形式，等等。顯然，這些變形或修改均應包含在本實用新型的范圍內。
權利要求一種曲面精整加工裝置，包括柔性軸、柔性軸支撐機構、表面加工工具、支架、底座以及工作臺，其特征在于所述的柔性軸(1)至少一組，每組柔性軸(1)上裝有多個表面加工工具(3)，柔性軸(1)通過多個柔性軸支撐機構(2)裝在支架(4)上，柔性軸(1)的軸線隨著待加工工件(5)的表面被動彎曲；所述的表面加工工具(3)由柔性軸(1)帶動旋轉，表面加工工具(3)由一個或多個為一組，在不同組表面加工工具(3)之間設置柔性軸支撐機構(2)，表面加工工具(3)為拋光輪研具，即砂輪、砂帶、磨條、毛刷、鋼絲刷或銑刀工具。
2. 根據權利要求l所述的曲面精整加工裝置，其特征在于，所述的柔性軸(1)由鋼絲、軟軸、鋼絲繩、螺旋彈簧或聚氨酯橡膠等彈性元件中的一種或數種組成。
3. 根據權利要求l所述的曲面精整加工裝置，其特征在于，所述的柔性軸支撐機構(2)由氣缸、液壓缸或彈簧實現其伸縮功能。
4. 根據權利要求l所述的曲面精整加工裝置，其特征在于，所述的工作臺(7)在驅動機構作用下帶動待加工工件(5)前后移動或旋轉。
5. 根據權利要求l所述的曲面精整加工裝置，其特征在于，所述的支架(4)可以帶動柔性軸(1)及柔性軸支撐機構(2)前后移動。
6. 根據權利要求l所述的曲面精整加工裝置，其特征在于，當柔性軸支撐機構(2)采用彈簧結構時，將彈簧結構安裝于活動梁(9)上，活動梁(9)可以沿支架(4)上下移動。
7. 根據權利要求l所述的曲面精整加工裝置，其特征在于，所述的柔性軸(1)由若干個剛性短軸(10)組成，相鄰的剛性短軸(10)之間通過萬向節連接，每個剛性短軸(10)上裝有兩個或多個表面加工工具(3)，并在每個剛性短軸(10)上分別設置支撐機構(2)，所述剛性短軸(10)的高度與擺角可以變化。
8. 根據權利要求l所述的曲面精整加工裝置，其特征在于，所述的柔性軸支撐機構(2)采用伺服控制，通過數控系統與檢測機構實現閉環精整加工或超精加工。
專利摘要曲面精整加工裝置是用于表面加工的設備，特別是涉及一種使用柔性軸與表面加工工具精整或光整加工三維曲面的加工裝置，屬于機械工程領域。本實用新型的目的在于改變傳統的通過剛性軸帶動工具精整平面工件表面的加工方式，為工件三維表面的精整加工提供解決方案。該裝置包括柔性軸、柔性軸支撐機構、表面加工工具、支架、底座以及工作臺，其特征在于所述的柔性軸(1)有一組或多組，每組柔性軸(1)上裝有多個表面加工工具(3)，柔性軸(1)通過多個柔性軸支撐機構(2)裝在支架(4)上，柔性軸(1)的軸線隨著待加工工件(5)的表面被動彎曲。
文檔編號B24B27/027GK201500925SQ20092009429
公開日2010年6月9日 申請日期2009年9月1日 優先權日2009年9月1日
發明者付文智, 劉純國, 崔相吉, 李明哲, 胡志清, 蔡中義, 隋振, 龔學鵬 申請人:吉林大學