含铅MCP玻璃皮料管的管内圆精密加工装置与加工方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种含铅MCP玻璃皮料管的管内圆精密加工装置与加工方法，包括床身、工作台面、第一电机、同步旋转轴箱、转杆架、转杆夹具、转杆、磨头；其中，转杆、磨头与含铅MCP玻璃皮料管共中心轴线，且平行于工作台面；通过第二电机的扭力输出至转杆架，驱动转杆架沿着设置在工作台面上的轨道方向往复运动，轨道位于转杆下方并与中心轴线平行。本发明专利技术可对转杆水平度进行微调，使转杆、磨头保持与待加工皮料管保持高度一致的共轴线，提高磨头转杆在进给运动过程中的稳定性，增加内圆精密加工的准确度；并采用双层筒夹，既保证外部装夹的稳定性，同时可有效避免含铅玻璃外表面因工装夹具所带来的划痕，减少玻璃表面微裂纹和防止炸裂。

Precision machining device and method for inner circle of MCP glass skin tube containing lead

【技术实现步骤摘要】
含铅MCP玻璃皮料管的管内圆精密加工装置与加工方法
本专利技术涉及微通道板(MCP)领域，具体而言涉及一种含铅MCP玻璃皮料管的管内圆精密加工装置与加工方法。
技术介绍
微通道板(MCP)是一种数百万根微孔电子倍增器件集合在一起德平行列阵，为薄片结构的二维真空电子倍增器，对电子、离子和加速的中性粒子、紫外光子和X射线是敏感的，被广泛应用在像增强器、显示器、空间科学和分析仪器领域。常规的微通道板的制备工艺中，依赖于玻璃多纤维拉制技术(GMD)，在制备得到碱铅硅酸盐包皮玻璃管以及与之配套的芯棒一起高温拉制成单纤维丝，在经过排屏、切片、抛光、腐蚀等一系列工艺，制造出多通道的列阵式薄片。目前，对于高精密玻璃管(含铅MCP玻璃皮料管)的管内圆精密加工主要包括高温精密拉制技术和精密机械整形技术，前者属于热加工工艺，后者属于冷加工工艺。高温精密拉制工艺的预制棒精度高，精密机械整形工艺对预制棒精度的要求较低。前者技术难度大，工艺复杂，设备要求较高。就产品几何精度而言，两者在内外径、不圆度指标上相差不多。但目前，针对细长型状(尤其是超长型，长度超过500mm)的铅MCP玻璃皮料管，目前采用传统的数控机床在加工时，管子容易破裂并且在管内壁的表面粗糙度控制上，难以达到与其的标准，而能够达到微米级的则更加少，难以实现铅MCP玻璃皮料管的内圆管切削成型的规模化生产。
技术实现思路
本专利技术目的在于提供一种含铅MCP玻璃皮料管的管内圆精密加工装置，适于超长含铅MCP玻璃皮料管(超过500mm)的精细加工，包括：床身；位于床身上并由床身支撑的工作台面；设置在工作台面上方一端的第一电机；设置在工作台面上方另一端的同步旋转轴箱，所述同步旋转轴箱内夹持待加工的含铅MCP玻璃皮料管，并可驱动含铅MCP玻璃皮料管以设定的转速旋转；位于所述第一电机与同步旋转轴箱之间设置的转杆架；位于转杆架与同步旋转轴箱之间的转杆夹具；支撑在所述转杆架与转杆夹具上并朝向所述同步旋转轴箱的转杆，所述第一电机的扭力输出至转杆的一端，驱动转杆围绕中心轴线转动，所述转杆的另一端设置有快夹机构；可拆卸地夹持到所述快夹机构内的磨头；其中，转杆、磨头与含铅MCP玻璃皮料管共中心轴线，且平行于工作台面；所述工作台面下方还设置有一第二电机，第二电机的扭力输出至所述转杆架，驱动所述转杆架沿着设置在工作台面上的轨道方向往复运动，所述轨道位于转杆下方并与所述中心轴线平行。优选地，所述同步旋转轴箱具有箱体、第三电机、驱动机构以及卡盘，两个所述卡盘通过轴枢机构支撑在所述箱体内部的侧壁上，并可由所述第三电机驱动旋转，所述卡盘上设置卡爪，并且所述卡爪由所述驱动机构驱动实现夹紧或者松开，所述同步旋转轴箱内还设置一对用于夹紧含铅MCP玻璃皮料管的筒夹机构，由所述卡爪实现夹紧，使得在所述第三电机的驱动下筒夹机构以及所夹紧的含铅MCP玻璃皮料管同步转动。优选地，所述筒夹机构包括不锈钢筒夹以及与不锈钢筒夹形成嵌套配合的尼龙筒夹，所述尼龙筒夹位于不锈钢筒夹的内部，通过尼龙筒夹夹持住含铅MCP玻璃皮料管。优选地，所述不锈钢筒夹和不锈钢筒夹的截面呈圆形，并且在其一端的表面沿着周向还设置至少一个环形凹槽，用于供卡爪夹紧。优选地，所述转杆夹具具有基座以及设置在基座上的滚轮架，所述滚轮架包括环形套以及设置在环形套内部的多个滚轮，多个滚轮在圆周方向成均匀设置，每个滚轮配套设置有一个可从外部调节的、穿过所述环形套的调节旋钮。优选地，在所述转杆支撑在所述转杆架与转杆夹具之间时，通过调节旋钮的微调来使得转杆、磨头与含铅MCP玻璃皮料管共中心轴线，且平行于工作台面。优选地，所述磨头为金属磨头、树脂磨头以及羊毛毡磨头中的一种，并且在同一个含铅MCP玻璃皮料管的管内圆加工过程中的不同工序中，采用上述不同的磨头。优选地，羊毛毡磨头的外圆周上、从磨头顶部到尾部的方向上设置有开槽。优选地，所述羊毛毡磨头上设置的开槽为沿着加工方向的螺旋槽或者斜槽。根据本专利技术还提出一种含铅MCP玻璃皮料管的管内圆精密加工方法，包括：步骤1、含铅MCP玻璃皮料管夹持到同步旋转轴箱，并驱动按照设定的转速自选转；步骤2、内圆扩孔切削，具体使用铜基金属磨头进行二道切削加工，其中第一道扩孔加工采用80-100目的铜基金属磨头，第二道扩孔加工采用100-300目的铜基金属磨头，并且第二道扩孔加工采用的铜基金属磨头的目数较大，两道扩孔加工均1-1.5H；步骤3、内圆加工，具体使用树脂磨头进行多次切削，其中多次切削使用不同的树脂磨头进行，树脂磨头的目数从3000目依此增加到5000目，通过多次不同目数的树脂磨头切削加工消除不同深度的裂纹，加工时间控制在2.5-3.5H；步骤4、精细抛光加工，具体使用羊毛毡磨头进行抛光，使得含铅MCP玻璃皮料管的内圆表面粗糙度达到0.2um，其中在抛光过程中通过羊毛毡磨头的外圆周上、从磨头顶部到尾部的方向上设置的开槽从导出切削过程中的抛光液和玻璃细末。由此，本专利技术与现有技术相比的显著优点在于：1)通过转杆配套设置的转杆夹具，可对转杆的水平度进行微调，使得转杆、磨头保持与待加工件(皮料管)保持高度一致的共轴线，提高磨头转杆在进给运动过程中的稳定性使用，增加内圆精密加工数控装置的准确度；2)待加工的含铅玻璃皮料管非常容易炸裂，因此本专利技术工装夹具采用双层，既保证外部装夹的稳定性，同时在内部使用尼龙筒夹直接夹住玻璃皮料管，可有效避免含铅玻璃外表面因工装夹具所带来的划痕，减少玻璃表面微裂纹的产生；3)磨头与磨头转杆通过快夹相连，提高在加工过程中的快速换头的效率，增加磨头在磨削过程中的稳定性，适用于细长电子玻璃管的内圆精密加工；4)磨头其头部形状为圆头锥，与玻璃内圆的接触面积更大，工作效率更高；5)由于加工的含铅玻璃皮料管比较长，内圆深度大，因此在本专利技术使用的羊毛毡磨头的周面设置开槽，适时地导出抛光液和玻璃细末，减少对抛光过程中影响。应当理解，前述构思以及在下面更加详细地描述的额外构思的所有组合只要在这样的构思不相互矛盾的情况下都可以被视为本公开的专利技术主题的一部分。另外，所要求保护的主题的所有组合都被视为本公开的专利技术主题的一部分。结合附图从下面的描述中可以更加全面地理解本专利技术教导的前述和其他方面、实施例和特征。本专利技术的其他附加方面例如示例性实施方式的特征和/或有益效果将在下面的描述中显见，或通过根据本专利技术教导的具体实施方式的实践中得知。附图说明附图不意在按比例绘制。在附图中，在各个图中示出的每个相同或近似相同的组成部分可以用相同的标号表示。为了清晰起见，在每个图中，并非每个组成部分均被标记。现在，将通过例子并参考附图来描述本专利技术的各个方面的实施例，其中：图1是本专利技术的含铅MCP玻璃皮料管的管内圆精密加工装置的结构示意图。图2a-2b是本专利技术的筒夹的结构示意图，图2a是截面示意图，图2本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种含铅MCP玻璃皮料管的管内圆精密加工装置，其特征在于，包括：/n床身；/n位于床身上并由床身支撑的工作台面；/n设置在工作台面上方一端的第一电机；/n设置在工作台面上方另一端的同步旋转轴箱，所述同步旋转轴箱内夹持待加工的含铅MCP玻璃皮料管，并可驱动含铅MCP玻璃皮料管以设定的转速旋转；/n位于所述第一电机与同步旋转轴箱之间设置的转杆架；/n位于转杆架与同步旋转轴箱之间的转杆夹具；/n支撑在所述转杆架与转杆夹具上并朝向所述同步旋转轴箱的转杆，所述第一电机的扭力输出至转杆的一端，驱动转杆围绕中心轴线转动，所述转杆的另一端设置有快夹机构；/n可拆卸地夹持到所述快夹机构内的磨头；/n其中，转杆、磨头与含铅MCP玻璃皮料管共中心轴线，且平行于工作台面；/n所述工作台面下方还设置有一第二电机，第二电机的扭力输出至所述转杆架，驱动所述转杆架沿着设置在工作台面上的轨道方向往复运动，所述轨道位于转杆下方并与所述中心轴线平行。/n

【技术特征摘要】
1.一种含铅MCP玻璃皮料管的管内圆精密加工装置，其特征在于，包括：
床身；
位于床身上并由床身支撑的工作台面；
设置在工作台面上方一端的第一电机；
设置在工作台面上方另一端的同步旋转轴箱，所述同步旋转轴箱内夹持待加工的含铅MCP玻璃皮料管，并可驱动含铅MCP玻璃皮料管以设定的转速旋转；
位于所述第一电机与同步旋转轴箱之间设置的转杆架；
位于转杆架与同步旋转轴箱之间的转杆夹具；
支撑在所述转杆架与转杆夹具上并朝向所述同步旋转轴箱的转杆，所述第一电机的扭力输出至转杆的一端，驱动转杆围绕中心轴线转动，所述转杆的另一端设置有快夹机构；
可拆卸地夹持到所述快夹机构内的磨头；
其中，转杆、磨头与含铅MCP玻璃皮料管共中心轴线，且平行于工作台面；
所述工作台面下方还设置有一第二电机，第二电机的扭力输出至所述转杆架，驱动所述转杆架沿着设置在工作台面上的轨道方向往复运动，所述轨道位于转杆下方并与所述中心轴线平行。


2.根据权利要求1所述的含铅MCP玻璃皮料管的管内圆精密加工装置，其特征在于，所述同步旋转轴箱具有箱体、第三电机、驱动机构以及卡盘，两个所述卡盘通过轴枢机构支撑在所述箱体内部的侧壁上，并可由所述第三电机驱动旋转，所述卡盘上设置卡爪，并且所述卡爪由所述驱动机构驱动实现夹紧或者松开，所述同步旋转轴箱内还设置一对用于夹紧含铅MCP玻璃皮料管的筒夹机构，由所述卡爪实现夹紧，使得在所述第三电机的驱动下筒夹机构以及所夹紧的含铅MCP玻璃皮料管同步转动。


3.根据权利要求2所述的含铅MCP玻璃皮料管的管内圆精密加工装置，其特征在于，所述筒夹机构包括不锈钢筒夹以及与不锈钢筒夹形成嵌套配合的尼龙筒夹，所述尼龙筒夹位于不锈钢筒夹的内部，通过尼龙筒夹夹持住含铅MCP玻璃皮料管。


4.根据权利要求3所述的含铅MCP玻璃皮料管的管内圆精密加工装置，其特征在于，所述不锈钢筒夹和不锈钢筒夹的截面呈圆形，并且在其一端的表面沿着周向还设置至少一个环形凹槽，用于供卡爪夹紧。


5.根据权利要求1所述的含铅MCP玻璃皮料管的管内圆精密加工装置，其特征在于，所述转杆夹具具...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙建宁，陈晓倩，张正君，毛汉祺，丛晓庆，李婧雯，韩晓明，孙赛林，杨光，肖杰，
申请(专利权)人：北方夜视技术股份有限公司，江苏贵研电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：云南;53