一种单电机气囊抛光进动机构的制作方法

一种单电机气囊抛光进动机构
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技术领域：
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本实用新型涉及一种单电机气囊抛光进动机构，属于光学设备技术领域。
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背景技术：
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随着现代空间光学技术的快速发展，超精密、超光滑以及复杂面型的光学元件在光学系统中被广泛应用。传统的加工工艺无法满足高精度、高表面质量的要求。进动气囊抛光是上世纪90年代出现的一种新型光学加工技术。该技术以气囊为基体，保证抛光头和非球面的贴合度，气囊头采用进动，即抛光头围绕自身轴线旋转的同时，还绕气囊与工件接触区域中心点法线方向旋转，配合机床自身进给运动，抛光头在工件表面形成无序的表面纹理，进而提高元件的表面质量。
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目前加工中使用的进动气囊抛光头为实现进动运动，同时又避免线缆缠绕的问题，多采用三角形式的三电机控制结构。该结构体积大、控制复杂、成本高。
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技术实现要素：
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本实用新型的目的是针对上述存在的问题提供一种单电机气囊抛光进动机构，结构简单、减少机床负载以及整体尺寸，提高加工精度。
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上述的目的通过以下的技术方案实现：
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一种单电机气囊抛光进动机构，包括驱动装置及其驱动的公转轴、与公转轴固定连接的平衡架、与公转轴通过轴承连接的伞齿轮、安装在所述平衡架上的自转轴，所述自转轴上安装与所述伞齿轮啮合的锥齿轮，所述自转轴的自由端安装有气囊头，所述气囊头上设置有气囊头刀柄，所述气囊头连接系统的供气通道。
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所述的单电机气囊抛光进动机构，所述驱动装置包括电机，所述电机轴上安装有电机皮带轮，所述电机皮带轮通过皮带连接安装在所述公转轴上的公转轴皮带轮。
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所述的单电机气囊抛光进动机构，所述电机通过电机支架竖直安装在所述伞齿轮的上端面，所述伞齿轮固定设置。
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所述的单电机气囊抛光进动机构，所述供气通道包括设置在所述公转轴的顶端的公转轴导气滑环，所述公转轴导气滑环上具有公转轴导气滑环进气口，所述公转轴导气滑环进气口通过设置在所述公转轴中的公转轴导气孔连通公转轴导气出口，所述公转轴导气出口通过软管连接设置在自转轴尾端的自转轴导气滑环，所述自转轴导气滑环上具有自转轴导气滑环进气口，所述自转轴导气滑环进气口通过设置在所述自转轴中的自转轴导气孔连通所述气囊头。
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所述的单电机气囊抛光进动机构，所述公转轴和自转轴存在30度进动角，两者的延长线相交于气囊头的球心处。
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有益效果：
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1.本实用新型通过带角度伞齿轮和锥齿轮之间的相对运动，实现进动运动。通过极简单的结构、单个电机实现进动型气囊抛光，不存在进动运动控制，提高精度。
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附图说明：
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图1是本实用新型的整体结构示意图。
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图2是本实用新型的剖视图。
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图中：1 电机；2 公转轴导气滑环；3公转轴；4伞齿轮；5 平衡架；6 气囊头；7 自转轴；8锥齿轮；9 自转轴导气滑环；10 电机支架；11公转轴导气滑环进气口；12 公转轴皮带轮；13 公转轴导气孔；14 公转轴导气出口；15 气囊头刀柄；16自转轴导气孔；17自转轴导气滑环进气口；18 电机皮带轮；19 皮带。
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具体实施方式：
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由图1至图2所示，本实施例的单电机气囊抛光进动机构，包括驱动装置及其驱动的公转轴3、与公转轴3固定连接的平衡架5、与公转轴3通过轴承连接的伞齿轮4、安装在所述平衡架5上的自转轴7，所述自转轴7上安装与所述伞齿轮4啮合的锥齿轮8，所述自转轴的自由端安装有气囊头6，所述气囊头6上设置有气囊头刀柄15，所述气囊头6连接系统的供气通道。自转轴7和公转轴3之间的运动传递由伞齿轮4和锥齿轮8相对运动进行。自转轴7随公转轴3围绕公转轴轴线做圆周运动，因此锥齿轮8在伞齿轮4上进行圆周运动，带动自转轴7自转，实现单驱动进动运动。
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所述的单电机气囊抛光进动机构，所述驱动装置包括电机1，所述电机轴上安装有电机皮带轮18，所述电机皮带轮18通过皮带19连接安装在所述公转轴上的公转轴皮带轮12。
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所述的单电机气囊抛光进动机构，所述电机1通过电机支架10竖直安装在所述伞齿轮4的上端面，所述伞齿轮固定设置。
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所述的单电机气囊抛光进动机构，所述供气通道包括设置在所述公转轴3的顶端的公转轴导气滑环2，所述公转轴导气滑环上具有公转轴导气滑环进气口11，所述公转轴导气滑环进气口11通过设置在所述公转轴中的公转轴导气孔13连通公转轴导气出口14，所述公转轴导气出口14通过软管连接设置在自转轴尾端的自转轴导气滑环9，所述自转轴导气滑环9上具有自转轴导气滑环进气口17，所述自转轴导气滑环进气口17通过设置在所述自转轴中的自转轴导气孔16连通所述气囊头6。气囊中的气压由外界提供，空气通过公转导气滑环、公转轴轴心中孔、自转轴导气滑环以及自转轴轴心中孔进入气囊抛光头，自转轴出气孔和自转轴导气滑环进气口通过软管连接。
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所述的单电机气囊抛光进动机构，所述公转轴和自转轴存在30度进动角，两者的延长线相交于气囊头的球心处。
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工作过程：
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首先将气囊头安装在自转轴上，调节外界进给气压，空气通过公转导气滑环、公转轴轴心中孔、自转轴出气孔和自转轴导气滑环之间软管、自转轴导气滑环以及自转轴轴心中孔进入气囊抛光头，气囊头充气或放气达到平衡状态。根据加工工艺参数选择电机转速，进行机床对刀，根据算法生成加工代码，启动主轴和加工程序，主轴电机通过皮带轮和皮带带动公转轴转动，由于导气滑环的存在，公转轴进气口保持不动，公转轴带动平衡架平行于伞齿轮旋转，自转轴锥齿轮随平衡架在伞齿轮上做圆周运动，带动自转轴锥齿轮自转，气囊抛光头产生进动运动，对工件进行加工。
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以上的实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。本发明未涉及的技术均可通过现有的技术加以实现。