[发明专利]砂轮修整及光学元件磨边机

说明书

技术领域

本发明涉及修整机，尤其是涉及一种砂轮修整及光学元件磨边机。

背景技术

砂轮的精密磨削对砂轮的面型要求极高，尤其是在精密光学元件的磨削当中。面型砂轮磨削面通常为弧面，在加工过程中不可避免的会产生砂轮的不均匀磨损，使得加工砂轮截面弧形的不均匀复印在所加工工件的表面上，因此砂轮的修整必不可少。而传统砂轮修整通常采用在位修整方式，如单点金刚石车削、在线电解磨削(ELID)等，这些技术在一定层面上具有其优点，但同样具有局限性，例如占据机床使用时间、修整效果不佳、效率低、产生机床腐蚀等缺点。

杯形砂轮修整法最先由日本东北大学庄司克雄应用于面型砂轮修整,并取得一定成果，杯形砂轮修整法利用杯形砂轮的摆动，使其磨削面包络出一个所需要的面型砂轮截面形状。杯形砂轮修整机理与普通传统修整的差别在于，由于杯形砂轮磨粒的硬度低于金刚石,砂轮颗粒脱落,在压力下对金刚石颗粒及其结合剂进行冲击与研磨,使金刚石砂轮表层结合剂破碎,已磨损金刚石颗粒脱落,露出新的锋利的金刚石颗粒,完成研磨过程。一般情况下，砂轮修整效率与杯形砂轮磨粒粒度有关，粒度越大，修整效率越高，同时也会带来杯形砂轮磨损过快，修整所得砂轮表面粗糙度过大、磨削力上升等问题。

磨削是目前加工陶瓷、玻璃、硅衬底等硬脆性材料的极其重要的加工方法，已有一套较成熟的磨削理论体系。杯形砂轮作为一种较新的砂轮磨削手段，其优秀的修整及磨削性能被广泛认可。

对于其他修整方法的局限性，提出一种集离线砂轮修整与光学元件磨削于一体的机床，借鉴在位砂轮修整的方式，节约了修整砂轮所占用的机床时间，同时不用于砂轮修整的机床时间可用于光学元件的磨边，实现了机床利用率的最大化，同时保证了机床加工性能。

发明内容

本发明的目的在于可提高机床的利用率，改善机床加工性能，集砂轮修整与光学元件磨边于一体的一种砂轮修整及光学元件磨边机。

本发明设有摆臂摆动模块、回转四方架模块、光学元件回转模块、机床底座、数控系统；

所述摆臂摆动模块设有摆臂摆动模块底座、摆臂电机、摆臂滑台、摆臂、十字滑台组件、X向丝杆、Y向丝杆、X向导轨副、Y向导轨副、Z向导轨副、X向伺服电机、Y向伺服电机、杯形砂轮电机底座、杯形砂轮电机、杯形砂轮、杯形砂轮联轴器、摆臂联轴器；

所述回转四方架模块设有回转四方架、金刚石砂轮电机、金刚石砂轮、金刚石砂轮联轴器、支撑组件；

所述光学元件回转模块设有光学元件回转台底座、回转伺服电机、回转矩台、蜗轮、蜗杆、轴承、蜗杆联轴器；

所述摆臂摆动模块底座通过X向丝杆、X向导轨副与机床底座联接；X向丝杠与X向伺服电机联接，X向伺服电机驱动X向丝杆转动并带动摆臂摆动模块底座产生X向进给；摆臂滑台通过Y向丝杆、Y向导轨副与摆臂摆动模块底座联接；Y向丝杆与Y向伺服电机联接，Y向伺服电机驱动Y向丝杆转动并带动摆臂滑台产生Y向进给；摆臂电机的主轴通过轴承与摆臂滑台联接，摆臂电机的往返运动驱动摆臂来回摆动，摆臂电机摆动时摆臂滑台不动；摆臂与摆臂电机的主轴通过摆臂联轴器联接，采用过盈配合；十字滑台组件与摆臂、杯形砂轮电机底座联接；杯形砂轮电机与杯形砂轮电机底座联接；杯形砂轮电机的主轴与杯形砂轮电机底座通过轴承联接，允许杯形砂轮电机做定轴转动；杯形砂轮与杯形砂轮电机由杯形砂轮联轴器联接，并采用过盈配合，在杯形砂轮电机驱动下带动杯形砂轮绕杯形砂轮电机轴转动；

所述回转四方架通过螺栓固定在机床底座上；金刚石砂轮电机固定在回转四方架上，可由回转四方架的分度运动将金刚石砂轮电机转离加工位；金刚石砂轮电机的主轴通过轴承与支撑组件联接，金刚石砂轮电机的主轴转动时支撑组件不动；金刚石砂轮通过金刚石砂轮联轴器与金刚石砂轮电机联接，金刚石砂轮在金刚石砂轮电机的驱动下绕金刚石砂轮电机轴转动。

所述光学元件回转台底座与机床底座分别设有凹凸状燕尾型导轨，并采用过盈配合将光学元件回转台底座固定于机床底座上；回转伺服电机的主轴通过蜗杆联轴器与蜗杆联接，由数控系统控制回转伺服电机带动蜗杆转动；回转矩台通过轴承与光学元件回转台底座联接，通过蜗轮蜗杆传动驱动回转矩台绕蜗轮轴分度运动。

所述摆臂滑台可由丝杆的转动控制摆臂相对机床底座位置，可满足不同半径的砂轮修整，允许砂轮半径为250～350mm；通过摆臂上十字滑台的调整，可改变杯形砂轮磨削面包络面的投影半径，从而匹配各种金刚石砂轮截面弧形半径。