技術領域

本實用新型涉及一種拋光機，具體涉及一種五軸拋光機。

背景技術

目前，隨著對光學系統性能要求的提高，對非球面光學元件的精度要求也越來越高。在非球面光學元件加工成型后，還要進行研磨和拋光以保證精度。

現有的拋光技術中，用作非球面拋光的方法有很多，包括電解拋光、流體拋光、化學拋光、超聲波拋光和磁研拋光等。電解拋光是靠選擇性的溶解材料表面微小凸出部分，使表面光滑。流體拋光是依靠高速流動的液體及其攜帶的磨粒沖刷工件表面以達到拋光的目的，常見的有磨料噴射加工、流體噴射加工、流體動力研磨等。化學拋光是將工件放入化學介質中，讓工件材料表面微觀凸出的部分較凹入的部分優先溶解，從而得到平滑的表面。超聲波拋光是將工件放入磨料懸浮液中并一起置于超聲波場中，依靠超聲波的振蕩作用，使磨料在工件表面磨削拋光。磁研拋光則是利用磁性磨料在磁場作用下形成磨料刷，對工件磨削加工。

對于非球面光學元件的加工可稱為鏡面加工，對表面平整度、光滑度以及幾何精度有很高的要求。由于電解拋光、流體拋光等方法很難精確控制零件的幾何精度，而化學拋光或磁研拋光等方法實現的表面質量都不能達到要求，所以精密的鏡面加工一般以超精研拋的方式為主。

五軸拋光機是依靠材料表面的塑性變形來去掉拋光后的凸出部分而得到光滑表面，屬于超精研拋的一種。五軸拋光機采用特制的磨具，在含有磨料的研拋液中，磨具緊壓在工件加工表面上，作高速旋轉運動。利用該項技術可以達到很高的表面精度，因此光學鏡片（特別是非球面鏡片）的精加工都采用五軸拋光機。

傳統五軸拋光機的拋光頭是由內置的氣動閥門控制輸出到拋光頭的氣壓。在拋光過程中，拋光頭的壓力由操作員根據每一個零件的表面粗糙度的數值進行修訂，在整個零件的拋光過程中保持該壓力。但是，由于工件表面粗糙度一般都是不均勻的，拋光壓力需要不斷地調節而達到所需的拋光效果，這在傳統五軸拋光機中是不可能實現的。

發明內容

針對現有技術的不足，本實用新型提供了一種用氣動裝置來控制壓力動態變化的五軸拋光機。

為實現上述目的，本實用新型提供了一種五軸拋光機，包括五軸聯動的主機架和數控部分，帶有拋光夾具的拋光主軸安裝在主機架上，拋光頭安裝在拋光頭夾具上，拋光主軸具有中空的內腔，還具有氣動壓力控制裝置，包括依次安裝在拋光頭主軸中空內腔上的氣壓控制伺服電機、與伺服電機的輸出軸之間通過球形螺母相連的螺旋滾動條、與螺旋滾動條相連的活塞、與外部空壓站經控制氣閥相連的氣缸、安裝在氣缸一端并與所述拋光頭相連的壓力薄膜。

本實用新型可進一步設置為所述氣動壓力控制裝置還包括在氣壓控制伺服電機的輸出軸上靠近螺旋滾動條安裝的旋轉式譯碼器。

本實用新型還可進一步設置為所述主機架上安裝有防振裝置。

本實用新型還可進一步設置為所述主機架包括床臺與支架，所述防振裝置為安裝在床臺和支架之間的磁吸振器。

本實用新型的有益效果是：采用上述結構，本實用新型所提供的五軸拋光機可以對非球面及自由曲面的光學表面進行快速拋光，修正鏡片形狀誤差以提高產品的精確度，縮短加工時間而大大提高加工效率。

附圖說明

圖1為本實用新型的結構示意圖；

圖2為圖1的右視圖；

圖3為本實用新型中氣動壓力控制裝置的結構示意圖；

圖4為非球面量測系統的示意圖。

具體實施方式

如圖1和圖2所示，五軸拋光機主要包括五軸聯動的主機架和數控部分。主機架包括固定在地面的支架15，安裝在支架15上的橫向床臺11，安裝在床臺11上并可以相對于床臺沿Y方向滑動的橫梁12，安裝在橫梁12上并可以相對于橫梁12沿Z軸方向滑動的立柱13，立柱13上伸出的懸臂14。在懸臂14的前端安裝有帶拋光頭18的拋光主軸8。伺服電機l、2、3分別安裝在床臺11、橫梁12和立柱13上，由數控部分控制帶動橫梁12、立柱13和懸臂14分別沿X、Y、Z軸運動。在懸臂14上還安裝有伺服電機4，用于驅動拋光主軸8繞A軸運動。懸臂14上還安裝有交流電機10，用于控制拋光軸8的自轉速度。

工作臺固定在床臺11上，包括用于放置加工件7的回轉平臺6，和可帶動平臺6繞B軸轉動的電機9。

由上描述可知，該五軸拋光機可以實現沿X、Y、Z的直線運動和沿A、B軸的轉動，即所謂五軸聯動。五軸聯動系統在數控機床中為常見的公知結構，對其具體的特征、控制機構和工作原理不再贅述。