[发明专利]一种中心驱动超声振动辅助抛光工具

说明书

一种中心驱动超声振动辅助抛光工具，属于超声辅助加工领域包括超声振动刀柄、球头顶杆、多段式卡箍、弹簧阻尼杆和抛光模块；多段式卡箍安装于超声振动刀柄的中部，球头顶杆安装于超声振动刀柄的末端，球头顶杆下方设有设有抛光模块，且抛光模块与球头顶杆的球状头部以球铰链的形式配合接触，弹簧阻尼杆的一端与多段式卡箍连接，弹簧阻尼杆的另一端与抛光模块连接。本发明通过球头顶杆将位移和力输出到抛光模块上，抛光模块受到不同刚度的弹簧阻尼杆的作用后，将一维振动转换为空间多维振动，提高光学元件抛光的表面精度和去除效率，并且可通过调整弹簧的预压缩量，从而以机械的方式调整超声振动幅值，以适应粗抛光和精抛光的不同振幅需求。

技术领域

本发明涉及超声辅助加工领域，尤其涉及一种中心驱动超声振动辅助抛光工具。

背景技术

现有超声振动辅助技术以一维和二维为主，并广泛应用在车削、铣削和钻削领域。现有的二维振动辅助加工应用在车削和钻削上。在抛光领域上还未有空间多维超声振动的辅助技术，现有的振动辅助抛光技术大都是一维轴向振动，且少有超声频率下的振动辅助抛光。个别二维超声振动辅助抛光技术的第一维振动大都为刀具的轴向振动，第二维为工件的平面纵向振动，而且现有的多维振动大都是在刀具上添加一个维度的振动，将剩下的维度的振动添加在工件上，需要在加工设备上设置多个超声振动装置，成本较高。此外，现有光学元件传统抛光方式存在加工效率较低、加工精度难以保证的问题，因此亟需一种中心驱动超声振动辅助抛光工具来将超声振动刀柄一维振动转变为空间多维振动，从而提高传统抛光的效率和加工精度。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术中的上述问题，提供一种中心驱动超声振动辅助抛光工具，以提高抛光效率和精度。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种中心驱动超声振动辅助抛光工具，包括超声振动刀柄、球头顶杆、多段式卡箍、弹簧阻尼杆和抛光模块；多段式卡箍安装于超声振动刀柄的中部，球头顶杆安装于超声振动刀柄的末端，球头顶杆下方设有设有抛光模块，且抛光模块与球头顶杆的球状头部以球铰链的形式配合接触，弹簧阻尼杆的一端与多段式卡箍连接，弹簧阻尼杆的另一端与抛光模块连接。

所述弹簧阻尼杆包括上连接杆、下连接杆、弹簧、套筒和压紧螺母；上连接杆的上端与多段式卡箍连接，下连接杆的下端固定在抛光模块上；上连接杆的下端沿轴向设有顶抵部，下连接杆的上端沿轴向设有凸出部，顶抵部和凸出部顶抵，以使上连接杆和下连接杆同轴以保证弹簧阻尼杆的导向；所述套筒的底部设有向内延伸的压抵部，所述弹簧套在下连接杆上，且弹簧的两端分别顶抵凸出部和压抵部；所述套筒设于上连接杆、下连接杆和弹簧组成的组件外周；所述压紧螺母设于套筒与上连接杆之间，以调节弹簧的预压缩量。

所述弹簧阻尼杆还包括橡胶垫圈，所述橡胶垫圈设于顶抵部和凸出部之间。

本发明中，上连接杆的上端和多段式卡箍的铰链基座连接；下连接杆的下端与抛光模块的铰链基座连接。

所述抛光模块包括抛光基板和抛光垫，抛光垫贴于抛光基板的底面，抛光基板圆周分布铰链基座与弹簧阻尼杆连接。抛光基板和抛光垫均为环状结构。抛光基板的中间与球头顶杆的球状头部以球铰链的形式配合接触，从而使抛光基板能绕着球头顶杆的球心做空间多维振动。

所述多段式卡箍为三段式、四段式或五段式卡箍；所述弹簧阻尼杆的个数为多个，且弹簧阻尼杆均布于多段式卡箍与抛光模块之间。

所述多段式卡箍可为三段式卡箍，相应的，所述弹簧阻尼杆的个数为3。

不同刚度的弹簧阻尼杆在抛光基板圆周上施加不同的下压力，使抛光基板产生形变进而带动抛光垫产生空间多维的运动。