一种用于气囊式抛光的气囊抛光头

摘要

一种用于气囊式抛光的气囊抛光头，涉及一种抛光工具。提供一种当气囊内部压力改变时，气囊的变形量小，可定位精度、显著提高加工精度的用于气囊式抛光的气囊抛光头。包括轴连接头、球冠形气囊壳和抛光材料层，球冠形气囊壳的开口端与轴连接头固连，抛光材料层粘固于球冠形弹性外层表面；其特点在于，球冠形气囊壳设有球冠形弹性外层和球冠形弹性内层，球冠形弹性内层的弹性模量大于球冠形弹性外层的弹性模量，球冠形弹性外层直接注塑成型在球冠形弹性内层表面，球冠形弹性外层与球冠形弹性内层固结。

说明书

技术领域

本发明属于超精密加工技术领域，涉及一种抛光工具，尤其是涉及一种用于气囊式抛光 的气囊抛光头。

背景技术

气囊式抛光是一种新颖的抛光方法，十分适合非球面光学镜片的抛光。目前国内外该项 技术正处于研究发展阶段。气囊式抛光主要采用具有一定充气压力的球形气囊作为抛光工具 进行抛光加工。与传统抛光工具相比，气囊式抛光技术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。因而是一种 极具发展潜力的非球面抛光方法。

目前，在气囊式抛光加工中，由于各加工阶段所要求的抛光效率和工件表面质量都不同。 所以，在抛光加工的不同阶段，需要改变气囊内部压力。高波等(高波,姚英学,谢大纲,袁哲俊, 刘妍.气囊抛光工具的研制及特性测试[J].现代制造工程,2004(10).)指出，现有的气囊抛光头的 气囊充气后，气囊的变形量大，尤其容易产生轴向变形。现有用于气囊式抛光的气囊抛光头 工作时气囊受力的变形原理示意图参见图3，在图3中，A所标示区域为轴向变形区，B所标 示区域为气囊变形区，由于气囊材料弹性模量较小，故充气后B区域会产生形变。而A区域 为受力集中点，受到拉力作用容易产生轴向变形。这样易造成加工时定位误差加大，降低加 工精度。此外，现有气囊抛光头多采用螺钉锁紧结构进行固定，这种不仅装拆麻烦，而且由 于各螺钉锁紧力不能保证完全一样，因此会造成抛光头各部分受力不均，从而容易导致定位 误差加大，影响加工精度。

发明内容

本发明的目的在于克服现有的气囊抛光头存在的缺点，提供一种当气囊内部压力改变时， 气囊的变形量小，可定位精度、显著提高加工精度的用于气囊式抛光的气囊抛光头。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明包括轴连接头、球冠形气囊壳和抛光材料层，球冠形气囊壳的开口端与轴连接头 固连，抛光材料层粘固于球冠形弹性外层表面；其特点在于，球冠形气囊壳设有球冠形弹性 外层和球冠形弹性内层，球冠形弹性内层的弹性模量大于球冠形弹性外层的弹性模量，球冠 形弹性外层直接注塑成型在球冠形弹性内层表面，球冠形弹性外层与球冠形弹性内层固结。

所述球冠形气囊壳的球冠形弹性外层可为球冠形橡胶层，球冠形弹性内层可为球冠形不 锈钢片，球冠形橡胶层直接注塑成型在球冠形不锈钢片表面。所述球冠形不锈钢片可为冲压 成型件。

所述球冠形气囊壳的开口端与轴连接头固连，最好是球冠形气囊壳的开口端通过气囊壳 座套、弹性套和锁紧套与轴连接头固接，所述气囊壳座套套在轴连接头上，球冠形气囊壳的 开口端套在气囊壳座套上，弹性套套在球冠形气囊壳的开口端外壁上，锁紧套通过与轴连接 头螺纹连接压紧住球冠形气囊壳。所述气囊壳座套可为不锈钢气囊壳座套。所述锁紧套外圆 周最好设有均布的4个沉槽，4个沉槽用于扳手对气囊抛光头进行装拆，十分方便。

所述球冠形不锈钢片的厚度可为0.1~0.3mm；球冠形橡胶层的厚度可为3～5mm；不锈钢 气囊壳座套的厚度可为3~5mm。

与现有技术比较，本发明具有如下突出优点：

由于球冠形气囊壳的球冠形弹性外层可为球冠形橡胶层，球冠形弹性内层可为球冠形不 锈钢片，这样球冠形不锈钢片的弹性模量要比球冠形橡胶层大得多，所以球冠形不锈钢片能 有效地减少气囊抛光头充气后的变形量。由于所述气囊壳座套可为不锈钢气囊壳座套，这样 能有效减少气囊抛光头的轴向变形量。由于锁紧套通过与轴连接头螺纹连接压紧住球冠形气 囊壳，这种固定方法简化了繁琐的胶水粘结和螺钉锁紧相配合的固定方式，使气囊式抛光头 装拆便捷，减少定位误差带来的影响，提高了加工精度。

附图说明

图1为本发明实施例的剖视结构示意图。

图2为本发明实施例的球冠形气囊壳和气囊壳座套的结构示意图。

图3为现有用于气囊式抛光的气囊抛光头工作时气囊受力的变形原理示意图。

具体实施方式

参见图1和2，本发明包括轴连接头1、冠形气囊壳和抛光材料层（在图1和2中未画出）。 球冠形气囊壳设有球冠形弹性外层（即球冠形橡胶层）21和球冠形弹性内层（即球冠形不锈 钢片）22。球冠形弹性内层22的弹性模量大于球冠形弹性外层21的弹性模量，球冠形弹性 外层21直接注塑成型在球冠形弹性内层22表面，球冠形弹性外层21与球冠形弹性内层22 固结。抛光材料层用胶水粘固在球冠形弹性外层21表面，抛光材料层采用聚氨酯抛光垫。

所述球冠形弹性内层（球冠形不锈钢片）22为冲压成型件。

所述球冠形气囊壳的开口端通过气囊壳座套31、弹性套32和锁紧套33与轴连接头1固 接。所述气囊壳座套31套在轴连接头1上，球冠形气囊壳的开口端套在气囊壳座套31上， 弹性套32套在球冠形气囊壳的开口端外壁上，锁紧套33通过与轴连接头1螺纹连接压紧住 球冠形气囊壳。所述气囊壳座套31为不锈钢气囊壳座套。所述锁紧套33外圆周设有均布的 4个沉槽331，4个沉槽331用于扳手对气囊抛光头进行装拆，十分方便。

所述球冠形不锈钢片22的厚度为0.3mm（可为0.1~0.3mm）；所述球冠形橡胶层21的 厚度为3～5mm；所述不锈钢气囊壳座套31的厚度为4mm（可为3~5mm）。

使用时，轴连接头1与外界设备连接，球冠形气囊壳的内部连通外部压力气源。