CN102785167A - 大磨粒金刚石砂轮修整装置及方法 - Google Patents
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Abstract
大磨粒金刚石砂轮修整装置及方法，它涉及一种砂轮修整装置及方法，以解决由于大磨粒金刚石砂轮径向回转误差较大而不能直接用于精密磨削，必须更换细磨粒砂轮来实现后续精密磨削的问题，它包括两个圆盘、两套夹具、两个联轴器、两套减速器和两台电机，位于砂轮的轴线的两侧分别设置有一个圆盘，圆盘的轴线与砂轮的轴线相垂直，且圆盘的端面与砂轮的磨削面接触，每个圆盘安装在一个夹具上，每个夹具与一个联轴器连接，每个联轴器与一个减速器的输出端连接，每个减速器的输入端与一个电机的输出端连接。方法步骤为：一、安装；二、检测大磨粒金刚石砂轮的径向回转误差，达到要求后修整完成。本发明用于大磨粒金刚石砂轮的精密修整。
Description
技术领域
本发明涉及一种砂轮修整装置及方法，具体涉及一种用于大磨粒金刚石砂轮的精密修整装置及方法。
背景技术
目前，在光学玻璃等硬脆材料的加工里，大多是先用加工效率较高的粗加工方式，然后，再用加工表面较好的半精加工，最后再用细粒或微粒的砂轮进行精密/超精密加工。这样连续用2到3个工序加工，每个工序都要更换不同的砂轮，导致加工成本高，总体磨削效率低，并且，细粒/微粒砂轮加工时容屑空间很小，会产生较多的颗粒脱落，不能满足加工精度的要求，并且砂轮表面不规则的磨粒排布和磨粒集结引起周期性的修整，难以提高加工效率，现有的大多用树脂结合剂或者金属结合剂金刚石砂轮实现光学玻璃等硬脆材料的延性域磨削。但树脂结合剂砂轮不适合重负荷磨削，砂轮磨损率高，限制了工件表面质量和形状精度，引起了磨粒层形貌和组成的变化；金属结合剂砂轮磨削过程中易发热，易被磨屑堵塞，降低了磨削效率，增加了加工成本。用大磨粒金刚石砂轮进行精密磨削，即可完成由粗加工到精密加工的过程，然而，没经过修整的大磨粒砂轮直接用于磨削工件，由于砂轮径向回转误差较大，用于工件表面精加工，工件表面加工质量较差，不能满足光学玻璃等硬脆材料的精密磨削加工要求，因此，大磨粒砂轮若要实现精密磨削，需要对其进行及时有效地修整，以实现光学玻璃等硬脆材料的加工。
发明内容
本发明的目的是为解决由于大磨粒金刚石砂轮径向回转误差较大而不能直接用于精密磨削，必须更换细磨粒砂轮来实现后续精密磨削的问题，进而提供一种大磨粒金刚石砂轮修整装置及方法。
本发明为解决上述问题采取的技术方案是：
本发明的大磨粒金刚石砂轮修整装置包括两个圆盘、两套夹具、两个联轴器、两套减速器和两台电机，所述每个圆盘均由Cr12钢制成的圆盘，位于砂轮的轴线的两侧分别设置有一个圆盘，圆盘的轴线与砂轮的轴线相垂直，且圆盘的端面与砂轮的磨削面接触，每个圆盘安装在一个夹具上，每个夹具与一个联轴器连接，每个联轴器与一个减速器的输出端连接，每个减速器的输入端与一个电机的输出端连接。
本发明的大磨粒金刚石砂轮修整方法的具体步骤为：
步骤一、将大磨粒金刚石砂轮安装到精密磨床主轴上，将由Cr12钢制成的两个圆盘分别夹置在夹具上，每个夹具与一个联轴器连接，每个联轴器与一个减速器的输出端连接，每个减速器的输入端与一个电机的输出端连接，将电机放置在工作台上，设定两个圆盘都沿着顺时针或逆时针方向转动，达到轴向力的平衡，启动，圆盘的转速为13r/min～17r/min，大磨粒金刚石砂轮旋转，大磨粒金刚石砂轮的旋转速度为1500r/min～2000r/min，同时，圆盘由两侧向大磨粒金刚石砂轮的磨削面进给；
步骤二、用激光位移传感器检测大磨粒金刚石砂轮的径向回转误差，当大磨粒金刚石砂轮的径向回转误差为10微米～20微米时，调整圆盘的纵向进给速度为10mm/min～15mm/min；
步骤三、随着修整的进行，不断检测大磨粒金刚石砂轮的径向回转误差，当大磨粒金刚石砂轮的径向回转误差为5微米至10微米时，调整圆盘的纵向进给速度为8mm/min～10mm/min；
步骤四、当大磨粒金刚石砂轮的径向回转误差小于5微米时，大磨粒金刚石砂轮修整完成。
本发明的有益效果是：本发明突破了传统的光学玻璃加工工序，将大磨粒金刚石砂轮应用于光学玻璃的精密磨削加工工序中，通过用两个相对放置的Cr12钢(Cr12钢是应用广泛的冷作模具钢，具有高强度、较好的淬透性和良好的耐磨性)制成的圆盘对砂轮精密修整，用Cr12钢制成的圆盘对砂轮进行精密修整时，由于采用干磨的方式，再加上修整过程中产生石墨和铁屑使得砂轮出现轻微堵塞现象，加快了热量积聚，也催化了金刚石磨粒的磨损，从而降低了大磨粒金刚石砂轮的径向回转误差，径向回转误差降低后的大磨粒金刚石砂轮能直接用于精密磨削，克服了由于大磨粒金刚石砂轮径向回转误差较大而不能直接用于精密磨削，必须更换细磨粒砂轮来实现后续精密磨削的问题，径向回转误差降低后的大磨粒金刚石砂轮用于精密磨削，使得磨削后工件表面质量得到明显的改善，可高效的获得工件的精密加工表面(粗糙度Ra≤0.02μm)。在修整过程中，需要及时用油石对有堵塞现象的砂轮进行修锐。本发明也有效地克服了现有使用树脂结合剂或者金属结合剂金刚石砂轮对光学玻璃精密磨削的效率低、砂轮更换频繁等问题，实现了大磨粒金刚石砂轮高效高质量的光学玻璃平面精密加工。
附图说明
图1是本发明装置的整体结构主视图，图2是图1的俯视图。
具体实施方式
具体实施方式一：结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式的大磨粒金刚石砂轮修整装置包括两个圆盘3、两套夹具2、两个联轴器1、两套减速器6和两台电机7，所述每个圆盘3均由Cr12钢制成的圆盘，位于砂轮4的轴线的两侧分别设置有一个圆盘3，圆盘3的轴线与砂轮4的轴线相垂直，且圆盘3的端面与砂轮4的磨削面接触，每个圆盘3安装在一个夹具2上，每个夹具2与一个联轴器1连接，每个联轴器1与一个减速器6的输出端连接，每个减速器6的输入端与一个电机7的输出端连接。
具体实施方式二：结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式所述的减速器7为蜗轮蜗杆减速器。
具体实施方式三：结合图1和图2说明本实施方式：利用具体实施方式一和二的任意一个具体实施方式所述大磨粒金刚石砂轮修整装置修整砂轮的方法，所述大磨粒金刚石砂轮修整方法的具体步骤为：
步骤一、将大磨粒金刚石砂轮4安装到精密磨床主轴5上，将由Cr12钢制成的两个圆盘3分别夹置在夹具2上，每个夹具2与一个联轴器1连接，每个联轴器1与一个减速器6的输出端连接，每个减速器6的输入端与一个电机7的输出端连接，将电机7放置在工作台上，设定两个圆盘3都沿着顺时针或逆时针方向转动，达到轴向力的平衡，启动，圆盘3的转速为13r/min～17r/min，大磨粒金刚石砂轮旋转，大磨粒金刚石砂轮4的旋转速度为1500r/min～2000r/min，同时，圆盘3由两侧向大磨粒金刚石砂轮4的磨削面进给；
步骤二、用激光位移传感器检测大磨粒金刚石砂轮4的径向回转误差，当大磨粒金刚石砂轮4的径向回转误差为10微米～20微米时，调整圆盘3的纵向进给速度为10mm/min～15mm/min；
步骤三、随着修整的进行，不断检测大磨粒金刚石砂轮4的径向回转误差，当大磨粒金刚石砂轮4的径向回转误差为5微米至10微米时，调整圆盘3的纵向进给速度为8mm/min～10mm/min；
步骤四、当大磨粒金刚石砂轮4的径向回转误差小于5微米时，大磨粒金刚石砂轮4修整完成。
本实施方式的步骤一中圆盘由两侧向大磨粒金刚石砂轮磨削面进给是指圆盘垂直于大磨粒金刚石砂轮的轴线进给，也是指大磨粒金刚石砂轮的径向进给，也是指相对于大磨粒金刚石砂轮而言圆盘的纵向进给，进给时，圆盘应缓慢进给，以保证圆盘的正常运行。本实施方式的步骤一中的金刚石粒度号可采用#100。本实施方式的步骤一中的工作台可纵向移动，以满足砂轮修整时圆盘的纵向进给。
本实施方式的步骤二中圆盘的纵向进给是指相对于大磨粒金刚石砂轮而言，向大磨粒金刚石砂轮磨削面进给。本实施方式的步骤二中大磨粒金刚石砂轮的转速与后续光学玻璃精密磨削时的大磨粒金刚石砂轮的转速相符，给定为2000r/min。
具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式三不同之处是：步骤一中的圆盘3的转速为15r/min。如此设置，满足砂轮精密修整的需要，本实施方式的步骤一中的减速器可以使用蜗轮蜗杆减速器，传动比为1∶50，在精密修整过程中，电机转速为750转/分。其它与具体实施方式三相同。
Claims (4)
1.大磨粒金刚石砂轮修整装置，其特征在于：所述装置包括两个圆盘(3)、两套夹具(2)、两个联轴器(1)、两套减速器(6)和两台电机(7)，所述每个圆盘(3)均由Cr12钢制成的圆盘，位于砂轮(4)的轴线的两侧分别设置有一个圆盘(3)，圆盘(3)的轴线与砂轮(4)的轴线相垂直，且圆盘(3)的端面与砂轮(4)的磨削面接触，每个圆盘(3)安装在一个夹具(2)上，每个夹具(2)与一个联轴器(1)连接，每个联轴器(1)与一个减速器(6)的输出端连接，每个减速器(6)的输入端与一个电机(7)的输出端连接。
2.根据权利要求1所述的大磨粒金刚石砂轮修整装置，其特征在于：所述减速器(7)为蜗轮蜗杆减速器。
3.利用权利要求1和2中任意一个权利要求所述大磨粒金刚石砂轮修整装置修整砂轮的方法，其特征在于：所述大磨粒金刚石砂轮修整方法的具体步骤为：
步骤一、将大磨粒金刚石砂轮(4)安装到精密磨床主轴(5)上，将由Cr12钢制成的两个圆盘(3)分别夹置在夹具(2)上，每个夹具(2)与一个联轴器(1)连接，每个联轴器(1)与一个减速器(6)的输出端连接，每个减速器(6)的输入端与一个电机(7)的输出端连接，将电机(7)放置在工作台上，设定两个圆盘(3)都沿着顺时针或逆时针方向转动，达到轴向力的平衡，启动，圆盘(3)的转速为13r/min～17r/min，大磨粒金刚石砂轮旋转，大磨粒金刚石砂轮(4)的旋转速度为1500r/min～2000r/min，同时，圆盘(3)由两侧向大磨粒金刚石砂轮(4)的磨削面进给；
步骤二、用激光位移传感器检测大磨粒金刚石砂轮(4)的径向回转误差，当大磨粒金刚石砂轮(4)的径向回转误差为10微米～20微米时，调整圆盘(3)的纵向进给速度为10mm/min～15mm/min；
步骤三、随着修整的进行，不断检测大磨粒金刚石砂轮(4)的径向回转误差，当大磨粒金刚石砂轮(4)的径向回转误差为5微米至10微米时，调整圆盘(3)的纵向进给速度为8mm/min～10mm/min；
步骤四、当大磨粒金刚石砂轮(4)的径向回转误差小于5微米时，大磨粒金刚石砂轮(4)修整完成。
4.根据权利要求3所述的大磨粒金刚石砂轮修整方法，其特征在于：步骤一中的圆盘(3)的转速为15r/min。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| ASS | Succession or assignment of patent right |
Owner name: SHANGHAI MACHINE TOOL FACTORY CO., LTD. Effective date: 20130826 |
|
| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20130826 Address after: 150001 Harbin, Nangang, West District, large straight street, No. 92 Applicant after: Harbin Institute of Technology Applicant after: Shanghai Machine Tool Factory Co., Ltd. Address before: 150001 Harbin, Nangang, West District, large straight street, No. 92 Applicant before: Harbin Institute of Technology |
|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20141224 Termination date: 20200817 |