柔性气囊式抛光工具头的设计
手机与人类的生活息息相关，美观愈加对人们选择手机占据较大的因素，手机壳体无疑是一个主体位置。手机壳体的抛光在加工商存在手工加工与机加工，高强度、高污染、低效率、低精度的手工加工渐被市场淘汰，机床加工占据着主体，精度与光洁成核心问题，全方位多角度的抛光决定着整体的美观。本设计是一种气囊式柔性抛光工具头，由指加工手机壳体表面的抛光工具。其结构包括气囊、液压涨套、主轴主体、同步带轮、电机与通气口、外防护罩。所述主轴主体部分包括中心轴、滚动轴承、上端盖、壳体、下连接筋板。通过电机带动同步带轮驱动轴的转动，从通气口进气使气体充满气囊，液压涨套进行锁紧防止气体的泄露，壳体结构采用密封性好的圆柱结构，保证气密性。本工具头从多角度柔性化对零件进行抛光，完善了死角抛光的局限性，提升了抛光的精度与产品的美观。关键词 气囊 驱动轴 抛光 气密性
目 录
第一章 引言 1
1.1 课题研究背景 1
1.2 国内外研究情况 1
1.3 研究的主要内容 2
1.4 研究的目的 2
第二章 本课题研究采用的手段 3
2.1 Catia软件 3
2.2 Solidworks软件 3
第三章 柔性气囊式抛光工具头的设计 5
3.1 工具头头部的设计 5
3.1.1 气囊的设计 5
3.1.2 抛光垫的设计 6
3.1.3 垫圈的设计 7
3.1.4 卡圈的选择 8
3.1.5 气囊连接器头部 8
3.1.5 压紧螺母的设计 8
3.2 传动机构的设计 9
3.2.1 电机的选用 9
3.2.2 同步带轮的设计与选用 9
3.2.3 主轴的设计 11
3.2.4 滚动轴承的选取 12
3.2.5 气囊连接器设计下端设计 12
3.3 其他零件的设计与选用 13
3.3.1 套筒的设计 13
3.3.2 液压涨套的选用 14
3.3.3 轴套的设计 15
3.3.4 巨型连接板的设计 16
3.3. *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
5 外防护罩的设计 17
3.3.6 加强筋的设计 18
3.3.7 旋转接口卡环的设计 19
3.3.8 A轴的设计 19
3.3.9 旋转接头的选用 20
第四章 结构及使用说明 21
4.1 结构说明 21
4.2 具体使用方式 21
4.3 附图说明 21
结论 27
致谢 28
参考文献 29
第一章 引言
1.1 课题研究背景
在当代，信息化水平越来越高的都市下，手机的普遍运用已经家喻户晓，外观也同样引起了越来越多消费者和制造商的关注，所以制造商将目光投向手机外壳的制作。抛光也成为其一大重心。近年来新的抛光方法迅速发展起来，主要有小工具抛光方法、磁流变抛光、应力盘抛光、离子束抛光、计算机控制、光学表面成型技术等。数控抛光方法存在的显著缺点是抛光头不能很好地和工件吻合，气囊式抛光技术采用具有一定充气压力的球形气囊作为抛光工具，不仅可以保证抛光头与被抛光工件表面吻合性好，而且可以通过调节压力，控制抛光效率和被抛光工件的表面质量，是一种具有发展潜力的非球曲面抛光方法，工具头更是所需要去发掘研究的。
1.2 国内外研究情况
抛光作为非球面零件精密加工的最重要和最终的工序，其目的是为了去除精磨后的毛刺与不平，使工件表面光滑，同时也可以精确地修正光学表面的几何形状，达到光学系统所需求的平面精度。传统的抛光技术主要通过在相对运动的抛光垫与工件间加入抛光粉，是抛光磨粒对工件进行刮擦、挤压等实现工件材料的微量去除，常用的抛光模层有沥青和松香。传统的抛光方法具有设备简单、工艺条件易于保证的有点，但是，由于传统抛光工具主要材料为沥青，加工工艺具差，因此传统的抛光方法在加工非球面元件时，有着许多明显的缺点。
1.传统的抛光方法加工效率低，手动修正过程容易出错，依靠手工加工的某些精密光学零件的废品率比较高。
2.每个工件都必须使用独一的抛光磨具，造成抛光加工过程成本比较高。
3.传统的抛光方法中的精度主要靠工人技师的熟练度来保证，抛光过程自动化难以控制，难以形成批量化生产。
4.用传统的抛光垫抛光复杂工件的表面比较困难，吻合性不好。
气囊抛光技术是20世纪90年代伦敦光学实验室提出的一种新的非球面抛光方法，气囊抛光技术采用具有一定充气压力的球形气囊作为抛光工具，外表黏贴聚氨酯抛光垫，气囊抛光技术采用“进洞”运动的加工方式，在抛光时，气囊抛光工具的旋转轴与工件表面局部法线成一定的角度，抛光工具绕自身轴线旋转的同时，又绕着抛光接触区的法线旋转。
基于理论和实验的研究成果，伦敦光学实验室与Zeeko公司合作开发了应用于周堆成回转光学器件曲面抛光的IRP系列气囊式抛光机床，该机床气囊抛光工具的最大直径为800mm，抛光接触区直径可达240mm，约为工具直径的1/3，材料选取如光学玻璃、镀镍铝、不锈钢、石墨纤维等材料。目前，国外关于该技术的研究已经比较成熟，部分产品已经实现了商业化，并成功地应用于复杂零件的高效高精度加工。五轴数控抛光机床MK460采用进动机构。其气囊抛光工具头部主要通过抛光垫、气囊、锁紧螺母与气囊连接器实现工具头的工作化。将气囊与抛光垫通过气体压紧进行贴合，内部加上一些聚氨酯用于保证气囊的强度，同时也可以方便于保存。再为了方便跟踪加工点和简化加工控制程序，求气囊抛光工具的面型为球面。球面能过通过内部压力进行胀大，实现多角度地去抛光，同时尾部进行固定，因此，气囊抛光工具的球心位置均不会发生改变。由于气囊抛光工具的表面为球面，因此，只要保证气囊球心与工件表面的距离不改变，抛光接触区的形状就不会改变。从吻合性和压力控制的角度分析，气囊应为柔性的膜，并可在内部压力的作用使其表面绷紧并紧贴工件；此外，柔性膜可使抛光工具与工件的接触压力近似等于气囊的充气压力。抛光接触区尺寸的控制一般是通过调节气囊球心与工件表面的距离来实现。从抛光接触区尺寸控制的角度分析，要求气囊充气压力发生变化时，抛光接触区的尺寸保持不变；也就是要求气囊充气压力发生改变时，气囊的形状不应发生太大的改变。因此，理想的气囊应该具有变形小和柔软的特点。
目 录
第一章 引言 1
1.1 课题研究背景 1
1.2 国内外研究情况 1
1.3 研究的主要内容 2
1.4 研究的目的 2
第二章 本课题研究采用的手段 3
2.1 Catia软件 3
2.2 Solidworks软件 3
第三章 柔性气囊式抛光工具头的设计 5
3.1 工具头头部的设计 5
3.1.1 气囊的设计 5
3.1.2 抛光垫的设计 6
3.1.3 垫圈的设计 7
3.1.4 卡圈的选择 8
3.1.5 气囊连接器头部 8
3.1.5 压紧螺母的设计 8
3.2 传动机构的设计 9
3.2.1 电机的选用 9
3.2.2 同步带轮的设计与选用 9
3.2.3 主轴的设计 11
3.2.4 滚动轴承的选取 12
3.2.5 气囊连接器设计下端设计 12
3.3 其他零件的设计与选用 13
3.3.1 套筒的设计 13
3.3.2 液压涨套的选用 14
3.3.3 轴套的设计 15
3.3.4 巨型连接板的设计 16
3.3. *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
5 外防护罩的设计 17
3.3.6 加强筋的设计 18
3.3.7 旋转接口卡环的设计 19
3.3.8 A轴的设计 19
3.3.9 旋转接头的选用 20
第四章 结构及使用说明 21
4.1 结构说明 21
4.2 具体使用方式 21
4.3 附图说明 21
结论 27
致谢 28
参考文献 29
第一章 引言
1.1 课题研究背景
在当代，信息化水平越来越高的都市下，手机的普遍运用已经家喻户晓，外观也同样引起了越来越多消费者和制造商的关注，所以制造商将目光投向手机外壳的制作。抛光也成为其一大重心。近年来新的抛光方法迅速发展起来，主要有小工具抛光方法、磁流变抛光、应力盘抛光、离子束抛光、计算机控制、光学表面成型技术等。数控抛光方法存在的显著缺点是抛光头不能很好地和工件吻合，气囊式抛光技术采用具有一定充气压力的球形气囊作为抛光工具，不仅可以保证抛光头与被抛光工件表面吻合性好，而且可以通过调节压力，控制抛光效率和被抛光工件的表面质量，是一种具有发展潜力的非球曲面抛光方法，工具头更是所需要去发掘研究的。
1.2 国内外研究情况
抛光作为非球面零件精密加工的最重要和最终的工序，其目的是为了去除精磨后的毛刺与不平，使工件表面光滑，同时也可以精确地修正光学表面的几何形状，达到光学系统所需求的平面精度。传统的抛光技术主要通过在相对运动的抛光垫与工件间加入抛光粉，是抛光磨粒对工件进行刮擦、挤压等实现工件材料的微量去除，常用的抛光模层有沥青和松香。传统的抛光方法具有设备简单、工艺条件易于保证的有点，但是，由于传统抛光工具主要材料为沥青，加工工艺具差，因此传统的抛光方法在加工非球面元件时，有着许多明显的缺点。
1.传统的抛光方法加工效率低，手动修正过程容易出错，依靠手工加工的某些精密光学零件的废品率比较高。
2.每个工件都必须使用独一的抛光磨具，造成抛光加工过程成本比较高。
3.传统的抛光方法中的精度主要靠工人技师的熟练度来保证，抛光过程自动化难以控制，难以形成批量化生产。
4.用传统的抛光垫抛光复杂工件的表面比较困难，吻合性不好。
气囊抛光技术是20世纪90年代伦敦光学实验室提出的一种新的非球面抛光方法，气囊抛光技术采用具有一定充气压力的球形气囊作为抛光工具，外表黏贴聚氨酯抛光垫，气囊抛光技术采用“进洞”运动的加工方式，在抛光时，气囊抛光工具的旋转轴与工件表面局部法线成一定的角度，抛光工具绕自身轴线旋转的同时，又绕着抛光接触区的法线旋转。
基于理论和实验的研究成果，伦敦光学实验室与Zeeko公司合作开发了应用于周堆成回转光学器件曲面抛光的IRP系列气囊式抛光机床，该机床气囊抛光工具的最大直径为800mm，抛光接触区直径可达240mm，约为工具直径的1/3，材料选取如光学玻璃、镀镍铝、不锈钢、石墨纤维等材料。目前，国外关于该技术的研究已经比较成熟，部分产品已经实现了商业化，并成功地应用于复杂零件的高效高精度加工。五轴数控抛光机床MK460采用进动机构。其气囊抛光工具头部主要通过抛光垫、气囊、锁紧螺母与气囊连接器实现工具头的工作化。将气囊与抛光垫通过气体压紧进行贴合，内部加上一些聚氨酯用于保证气囊的强度，同时也可以方便于保存。再为了方便跟踪加工点和简化加工控制程序，求气囊抛光工具的面型为球面。球面能过通过内部压力进行胀大，实现多角度地去抛光，同时尾部进行固定，因此，气囊抛光工具的球心位置均不会发生改变。由于气囊抛光工具的表面为球面，因此，只要保证气囊球心与工件表面的距离不改变，抛光接触区的形状就不会改变。从吻合性和压力控制的角度分析，气囊应为柔性的膜，并可在内部压力的作用使其表面绷紧并紧贴工件；此外，柔性膜可使抛光工具与工件的接触压力近似等于气囊的充气压力。抛光接触区尺寸的控制一般是通过调节气囊球心与工件表面的距离来实现。从抛光接触区尺寸控制的角度分析，要求气囊充气压力发生变化时，抛光接触区的尺寸保持不变；也就是要求气囊充气压力发生改变时，气囊的形状不应发生太大的改变。因此，理想的气囊应该具有变形小和柔软的特点。
版权保护: 本文由 hbsrm.com编辑，转载请保留链接: www.hbsrm.com/jxgc/zdh/2273.html
