双工位立卧轴金刚石砂轮在位修整器制造技术

本实用新型专利技术涉及一种双工位立卧轴金刚石砂轮在位修整器，在位修整器包括：底板，其固定于工作台一侧，其上具有集液槽，集液槽连通排液管；支架为两组，且沿工作台的X轴方向对称固定于底板上；摇篮式基座顶部两侧分别对应、且可摆动于两组支架顶部，形成立式工位或卧式工位；摇篮式基座顶部两侧向下延伸连接形成底部安装区，电机的输出端朝下固定、且穿出底部安装区；底部安装区上与电机平行布置有砂轮修整机构，且电机的输出轴通过同步带将动力传递至砂轮修整机构；锁紧机构用于工位调整后限制摇篮式基座相对支架摆动。本实用新型专利技术满足了大口径光学元件批量制造过程中，平面和圆弧金刚石砂轮的高精度、高效在位修整的要求。

Double position vertical horizontal shaft diamond wheel in place dresser

【技术实现步骤摘要】
双工位立卧轴金刚石砂轮在位修整器
本技术涉及光学元件超精密加工
，更具体的说是涉及一种双工位立卧轴金刚石砂轮在位修整器。
技术介绍
大口径精密光学元件是现代大型光学系统中基础性的重要功能器件，元件的加工质量直接影响了光学系统的综合性能。目前，采用超精密成型磨削的方法，是实现大口径光学元件批量化制造的关键技术。超精密磨削加工利用微粉金刚石砂轮，在数控系统的精确控制下，按照元件表面的设计轨迹运动，并实现元件的确定性微量去除，最终形成所需要的光学表面。基于平行磨削原理，平面金刚石砂轮实现大口径平面、斜面光学元件的超精密磨削加工，圆弧金刚石砂轮实现大口径球面、非球面光学元件的超精密磨削加工。由于光学材料的硬度高，且极易脆裂，在磨削加工过程中，一方面金刚石砂轮极易产生磨损，另一方面磨损后的金刚石砂轮在加工元件过程中也会导致元件的亚表面裂纹深度增加，最终影响元件的质量。因此，在大口径光学元件的磨削过程中，需要根据金刚石砂轮的实际使用情况，定期对金刚石砂轮进行在位修整，去除表面的磨损钝化层，凸露金刚石磨粒，并获得较高的形状精度。目前一般采用离线修整的方法，其虽然能够实现砂轮的修形与修锐，但将砂轮安装在超精密磨削机床主轴上后，金刚石砂轮的装夹误差不可避免，在加工元件时该误差会复印到元件表面，影响元件加工质量。现有技术中还公开了一种带倾角杯状在线砂轮修整器,设有工控机、运动控制器、3个电机驱动器和传感器接口电路,运动控制器接工控机和3个电机驱动器。砂轮修整器设有修整砂轮、砂轮接盘、主轴带轮箱、主轴、3个饲服电机、3个传动机构、底座、摆臂支座、摆臂转轴、传感器、传感器支架和摆臂,修整砂轮设于砂轮接盘上,砂轮接盘安装在主轴上，3个电机与3个驱动器连接,第1电机经第1传动机构接主轴。第2电机驱动滑块,第3电机经第3传动机构接摆臂转轴。摆臂支座安装于底座上,摆臂支座接摆臂转轴,主轴带轮箱接摆臂,传感器支架安装在摆臂上,传感器与工控机连接。该专利技术可以实现平面和圆弧金刚石砂轮的在位精密修整，但修整器结构复杂，需要多套运动执行传动机构，并且在修整过程中需要数控系统的支持以实现多轴联动控制。而大口径光学元件批量制造过程中，需要对平面和圆弧金刚石砂轮高精度、高效在位修整，而上述修整方式均存在不足；因此，如何解决大口径光学元件批量制造过程中，平面和圆弧金刚石砂轮的高精度、高效在位修整是本领域技术人员亟需解决的问题。
技术实现思路
为此，本技术的目的在于提出一种双工位立卧轴金刚石砂轮在位修整器，在一套修整器上实现平面光学元件磨削用金刚石砂轮和非球面光学元件磨削用金刚石砂轮的在位修整，降低修整器结构的复杂性。本技术提供了一种双工位立卧轴金刚石砂轮在位修整器，包括：底板，底板固定于工作台G一侧，且与工作台G形成一体；其上具有集液槽，与集液槽连通的有用于排出砂轮修整过程中产生的废液的排液管；支架，支架为两组，且沿工作台G的X轴方向对称固定于底板上；摇篮式基座，摇篮式基座顶部两侧分别对应、且可摆动于两组支架顶部，形成立式工位或卧式工位；电机，摇篮式基座顶部两侧向下延伸连接形成底部安装区，电机的输出端朝下固定、且穿出底部安装区；砂轮修整机构，底部安装区上与电机平行布置有砂轮修整机构，且电机的输出轴通过同步带将动力传递至砂轮修整机构；以及锁紧机构，锁紧机构用于工位调整后限制摇篮式基座相对支架摆动。其中，集液槽将修整过程中的冷却废液收集，并经排液管回收至废液桶或下水管道进行排出，避免废液中的金刚石颗粒、修整砂轮磨粒等硬质颗粒混入机床磨削液中而影响加工元件的缺陷质量。经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本技术公开提供了一种双工位立卧轴金刚石砂轮在位修整器，固定于工作台一侧，不影响元件磨削工位的作业，能够通过摇篮式基座调整砂轮修整机构的立式工位或卧式工位，分别实现磨削平面光学元件的平面金刚石砂轮和磨削非球面光学元件的圆弧金刚石砂轮的快速精密在位修整，同时降低了离线修整后的安装误差，提高了砂轮修整精度，进一步提高了光学元件的磨削精度；结构简单，体积小，降低了设备结构的复杂度，整体降低了光学元件的磨削成本，满足了大口径光学元件批量制造过程中，平面和圆弧金刚石砂轮的高精度、高效在位修整的要求。进一步地，支架包括固定板、支撑板及筋板；固定板固定于底板上，支撑板与固定板垂直布置，其顶部沿水平方向上开设有轴承孔，轴承孔内安装有轴承；筋板形成L形，依次连接轴承孔底部、支撑板内侧及固定板上部。固定板上布置有四个安装孔，通过螺钉固定于底板上；为保证支撑强度，设置有筋板，在筋板上设置有销孔，用于连接锁紧机构。进一步地，至少一组支架底部连接有微升降机构；微升降机构包括上楔板及下楔板；上楔板顶部与固定板固定，其底部具有第一楔角，且与下楔板顶面上的第二楔角配合滑动；下楔板与底板固定；其中第一楔角和第二楔角设置楔形方向相反，角度相同。可以一个或两个支架底部连接有微升降机构，方便调节两组轴承孔轴线处于同一水平直线上，即调节修整器处于立轴工位时修整砂轮旋转轴线与机床的Z轴平行，最终以实现修整的平面金刚石砂轮轴截面轮廓与机床主轴支架的平行度。进一步地，微升降机构还包括调节螺杆和弹簧；下楔板一端具有调节板，调节板上具有螺孔，上楔板对应调节板侧具有固定孔，调节螺杆第一端固定于固定孔中，第二端与螺孔配合，且调节板与上楔板之间安装有弹簧。装配时两楔板的斜面贴合在一起。通过旋转调节螺杆，使上楔板相对于下楔板在水平方向滑动，由于两楔板均具有微小的楔角，因此在相对平动时上楔板会缓慢的升降，最终以驱动安装在上楔板上面的支架做微量的升降运动。上楔板、下楔板均设置有贮油槽，在装配时预先贮存一定量的润滑油脂，便于在调节过程中顺滑易于操作。进一步地，摇篮式基座包括：基座本体和摆轴；基座本体下部为底部安装区，其两侧为侧板，每一个侧板外侧均对应有一组摆轴，一组和/或两组摆轴内具有与锁紧机构配合固定的方形孔，方形孔内具有一定的内斜度。摆轴配合轴承安装于轴承孔中。进一步地，电机底部通过电机位置调节板固定于底部安装区。通过位置调节板可以调整电机与砂轮修整机构之间的距离，也方便同步带的张紧。电机为伺服电机，通过同步带轮、同步带，将旋转运动传递至气浮主轴。进一步地，砂轮修整机构包括气浮主轴、轴承套及修整砂轮；轴承套底部固定于底部安装区上，其内部贯穿有气浮主轴，轴承套上具有进气口；气浮主轴顶部安装修整砂轮。进一步地，锁紧机构包括位置锁止杆和拉簧；位置锁止杆一端可固定在方形孔中，另一端铰接于筋板下部；拉簧一端与固定板固定，另一端固定于位置锁止杆上。进一步地，位置锁止杆包括锁止杆体、四方锥头及铰接叉；四方锥头可固定于方形孔中，铰接叉通过销轴铰接于筋板下部；锁止杆体两端分别连接四方锥头和铰接叉。铰接叉卡在支架的筋板上，并通过销孔与支架进行销连接，锁止杆体可以绕销旋转。拉簧分别布置在销孔的两侧；在要摆动摇篮式底座前，手动将位置锁死杆拉出并旋转至最低位置，此时拉簧将位置锁死杆拉住而本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.双工位立卧轴金刚石砂轮在位修整器，其特征在于，包括：/n底板(100)，所述底板(100)固定于工作台(G)一侧，且与所述工作台(G)形成一体；其上具有集液槽(101)，与所述集液槽(101)连通的有用于排出在砂轮修整过程中产生的修整废液的排液管(102)；/n支架(200)，所述支架(200)为两组，且沿所述工作台(G)的X轴方向对称固定于所述底板(100)上；/n摇篮式基座(300)，所述摇篮式基座(300)顶部两侧分别对应、且可摆动于两组所述支架(200)顶部，形成立式工位或卧式工位；/n电机(400)，所述摇篮式基座(300)顶部两侧向下延伸连接形成底部安装区，所述电机(400)的输出端朝下固定、且穿出所述底部安装区；/n砂轮修整机构(500)，所述底部安装区上与所述电机(400)平行布置有所述砂轮修整机构(500)，且所述电机(400)的输出轴通过同步带将动力传递至所述砂轮修整机构(500)；以及/n锁紧机构(600)，所述锁紧机构(600)用于工位调整后限制所述摇篮式基座(300)相对所述支架(200)摆动。/n

【技术特征摘要】
1.双工位立卧轴金刚石砂轮在位修整器，其特征在于，包括：
底板(100)，所述底板(100)固定于工作台(G)一侧，且与所述工作台(G)形成一体；其上具有集液槽(101)，与所述集液槽(101)连通的有用于排出在砂轮修整过程中产生的修整废液的排液管(102)；
支架(200)，所述支架(200)为两组，且沿所述工作台(G)的X轴方向对称固定于所述底板(100)上；
摇篮式基座(300)，所述摇篮式基座(300)顶部两侧分别对应、且可摆动于两组所述支架(200)顶部，形成立式工位或卧式工位；
电机(400)，所述摇篮式基座(300)顶部两侧向下延伸连接形成底部安装区，所述电机(400)的输出端朝下固定、且穿出所述底部安装区；
砂轮修整机构(500)，所述底部安装区上与所述电机(400)平行布置有所述砂轮修整机构(500)，且所述电机(400)的输出轴通过同步带将动力传递至所述砂轮修整机构(500)；以及
锁紧机构(600)，所述锁紧机构(600)用于工位调整后限制所述摇篮式基座(300)相对所述支架(200)摆动。


2.根据权利要求1所述的双工位立卧轴金刚石砂轮在位修整器，其特征在于，所述支架(200)包括固定板(202)、支撑板(203)及筋板(204)；所述固定板(202)固定于所述底板(100)上，所述支撑板(203)与所述固定板(202)垂直布置，其顶部沿水平方向上开设有轴承孔(201)，所述轴承孔(201)内安装有轴承；筋板(204)形成L形，依次连接所述轴承孔(201)底部、所述支撑板(203)内侧及所述固定板(202)上部。


3.根据权利要求2所述的双工位立卧轴金刚石砂轮在位修整器，其特征在于，至少一组所述支架(200)底部连接有微升降机构(700)，保证两组所述轴承孔(201)轴线处于同一水平直线上；所述微升降机构(700)包括上楔板(701)及下楔板(702)；所述上楔板(701)顶部与所述固定板(202)固定，其底部具有第一楔角，且与所述下楔板(702)顶面上的第二楔角配合滑动；所述下楔板(702)与所述底板(100)固定；其中所述第一楔角和第二楔角设置楔形方向相反，角度相同。


4.根据权利要求3所述的双工位立卧轴金刚石砂轮在位修整器，其特征在于，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：周炼，韦前才，袁志刚，谢瑞清，赵世杰，廖德锋，陈贤华，张清华，王健，刘民才，许乔，
申请(专利权)人：中国工程物理研究院激光聚变研究中心，
类型：新型
国别省市：四川;51