[发明专利]超硬材料曲面磨抛加工装置

说明书

本发明公开了超硬材料曲面磨抛加工装置，解决了传统磨床不能更好的研磨曲面工件的问题。本发明包括第一进给轴、第二进给轴、第一回转轴、第二回转轴、第三回转轴、刀具和工件夹持装置，第一进给轴与第二回转轴滑动连接，第二回转轴与第三回转轴连接，第三回转轴一端连接有工件夹持装置，第一进给轴与第二进给轴轴线垂直，第二进给轴上滑动连接有第一回转轴，第一回转轴一端连接有刀具。本发明具有可加工球面或非球面曲面、可加工内凹曲面、加工精度高、表面质量好等优点。

技术领域

本发明涉及机加工技术领域，具体涉及超硬材料曲面磨抛加工装置。

背景技术

磨床是利用磨具对工件表面进行磨削加工的机床。大多数的磨床是使用高速旋转的砂轮进行磨削加工，少数的是使用油石、砂带等其他磨具和游离磨料进行加工，如珩磨机、超精加工机床、砂带磨床、研磨机和抛光机等。

随着高精度、高硬度机械零件数量的增加，以及精密铸造和精密锻造工艺的发展，磨床的性能、品种和产量都在不断的提高和增长；一般常见的磨床有外圆磨床、内圆磨床、平面磨床等，用于对工件进行外圆、内圆、斜面或平面进行磨削，随着各行各业的发展，对于曲面工件的表面精度要求越来越高，特别是针对高硬度、高脆性的材料，例如超硬功能陶瓷，超硬功能陶瓷(如镁铝尖晶石MgAl2O4等)在军事和民用领域中具有重要的科研价值和迫切的应用需求，此类材料不仅硬度高，而且还有耐高温、耐腐蚀、耐磨损、抗冲击高强度、高电绝缘性等良好特性，在紫外、可见光、红外波段均具有良好的光学透过性能，并且易于制备大尺寸的高强度光学透明器件，还可广泛地应用于高速冲击实验中精密温度测量装置的透明窗口、高精度制导武器的透波整流罩、武装战车/战舰的透明装甲，以及民用安防设施中的防爆窗口、高强度防护面罩等等，在基础科研、军事和民用领域中均具有很大的潜在或现实需求。

然而，超硬功能陶瓷是典型的硬脆材料，加工难度大，材料去除效率低，加工工具的使用寿命不长，对于器件表面的微观裂纹、变质、损伤等缺陷难以得到有效抑制，成品率和使用性能都无法得到有效保障，就现有的磨削机床，还不足以加工出满足要求的曲面工件，故对于磨床的改进亟待解决。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种能加工曲面工件的研磨抛光机床，本发明提供了解决上述问题的超硬材料曲面磨抛加工装置。

本发明通过下述技术方案实现：

超硬材料曲面磨抛加工装置，包括驱动机构、传动机构和研磨机构，驱动机构与传动机构配合后用于为研磨机构中的执行轴提供动力，所述研磨机构包括第一回转轴、第二回转轴、第三回转轴、第一进给轴和第二进给轴；所述第一回转轴与第二进给轴轴线垂直并活动连接，驱动第二进给轴使第一回转轴沿第二进给轴轴向做往复运动，第一回转轴一端连接有刀具；所述第一进给轴与第二进给轴轴线垂直，第一进给轴通过第二回转轴与第三回转轴连接，第二回转轴与第一进给轴轴线垂直且活动连接，驱动第一进给轴使第二回转轴沿第一进给轴轴向做往复运动；所述第三回转轴与第二回转轴轴线相交或异面相交，第三回转轴一端安装有工件夹持装置。

现有的磨床中，并没有针对于曲面工件而设计的专用磨床，对于曲面工件的研磨一般都是在普通磨床上完成，通过两个方向的配合进给实现对曲面工件的磨削。然而在实际操作中，这种方法虽然具有一定的效果，但却发现存在诸多弊端，如(1)加工出的曲面自由端总是尖锐的、(2)研磨出的曲面的曲率变化不均匀，即表面质量得不到保障、(3)在砂轮“进入”到工件曲面区域时，砂轮总是以锐边与曲面接触，此时若进给量稍有不慎，极易破坏工件，特别是在加工工件自由端附近的位置。