CN103612179B - 一种陶瓷插芯pc球面加工机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种陶瓷插芯PC球面加工机，其要点在于所述工件由振动料斗及判别系统自动理料后通过压缩空气在气管内装卸；工件磨削完成，装卸料模块下行带动出料通道至工件夹头前，压缩空气通过吹气头吹出工件，该结构通过压缩空气在气管中推动工件移动的气动原理，实现工件在气管内的存储、装卸和吹出；从而有效地提高该PC球面加工机的自动化操动。所述工件加工完成即为光纤陶瓷插芯。本发明通过以上的技术手段解决了自动加工光纤陶瓷插芯的小圆柱端球面、小圆柱端面内孔、小圆柱端面内孔倒角。其结构设计合理，自动化程度高，加工精密度、工效高，加工方法可行；适合作为光纤陶瓷插芯的小圆柱端的加工，及其同类产品的改进。

Description

一种陶瓷插芯PC球面加工机
技术领域
本发明涉及光纤陶瓷插芯磨床，是一种陶瓷插芯PC球面加工机。
技术背景
陶瓷插芯是一种用二氧化锆烧制而成的陶瓷圆柱小管，其质地坚硬、色泽洁白细腻，成品精度达到亚微米级，是光纤通信网络中最常用、数量最多的精密定位件，常用于光纤连接器的制造、器件的光耦合等。其主要体现为热稳定性好、硬度高、熔点高、耐磨、加工精度高等优点和材质，主要作用是实现光纤的物理对接（也称为光纤冷接续），常常与陶瓷套管配合使用。而磨床是一种用磨具或磨料加工工件各种表面的机床，是机加工的主要设备之一，尤其是微型磨床是加工小工件不可缺少的设备，许多制造商为提高小工件的加工效率，不断地开发磨床新品种，以适用不同产品的生产和制造。而陶瓷插芯磨床在中国专利文献数据库中披露的较少，其中专门用于陶瓷插芯小圆柱端面加工的磨床就更少了；如中国专利文献中披露的专利号ZL200820213044.2，授权公告号CN201279711Y，授权公告日2009年7月29日，实用新型名称为“光纤陶瓷插芯倒角外圆加工装置”，该加工装置包括用于夹持所述光纤陶瓷插芯的旋转夹具、与所述旋转夹具相对的旋转磨具、调节所述旋转磨具与所述旋转夹具之间的距离的进给机构、以及驱动所述旋转夹具和所述旋转磨具转动的驱动机构；光纤陶瓷插芯通过固定安装在旋转夹具上，并由旋转磨具进行末端的外圆圆周的打磨，使得在光纤陶瓷插芯的末端形成倒角，从而方便光纤陶瓷插芯的插入安装等。但上述专利文献披露的加工装置精密度、工效较低，较难满足光纤陶瓷插芯的加工需求。
发明内容
为克服上述不足，本发明的目的是向本领域提供一种陶瓷插芯PC球面加工机，旨在解决同类产品加工光纤陶瓷插芯小圆柱面精密度、工效较低的技术问题。本发明是通过以下技术方案实现的。
一种陶瓷插芯PC球面加工机，该加工机包括振动料斗及判别系统、自动上下料系统、工件夹紧主轴系统、磨削主轴系统、排气和油雾过滤系统、冷却和润滑系统，所述自动上下料系统包括气管、装卸料模块、储料孔、出料通道，所述工件夹紧主轴系统包括吹气头、Z轴平台、工件主轴、工件夹头，所述磨削主轴系统包括磨削砂轮、磨削主轴、X轴平台、丝杆、驱动电机，所述磨削主轴系统设有精密度进给系统；工件通过自动上下料系统送入工件夹紧主轴系统的工件夹头，再通过磨削主轴系统加工完成；其特征在于所述工件由振动料斗及判别系统自动理料后通过压缩空气在气管内装卸；即：所述振动料斗及判别系统判别工件按固定的方向出料，进入气管，压缩空气把工件吹入储料孔内；储料孔装在装卸料模块上，装卸料模块下行带动工件至工件夹头前端，工件被装入工件夹头内；工件磨削时，冷却和润滑系统喷出润滑油对工件进行润滑、冷却，同时排气和油雾过滤系统对磨削过程中产生的磨粒和油雾混合物进行回收、过滤，工件磨削完成，装卸料模块下行带动出料通道至工件夹头前，压缩空气通过吹气头吹出工件。上述结构通过压缩空气在气管中推动工件移动的气动原理，实现工件在气管内的存储、装卸和吹出；从而有效地提高该磨床的自动化操动。所述工件加工完成即为光纤陶瓷插芯。
所述工件主轴轴向与磨削主轴轴向夹角α通过调整，以加工工件不同端面形状。即：工件主轴装在Z轴平台，工件主轴角度α通过调整；通过改变磨削砂轮形状和工件主轴与磨削主轴角度α，加工不同工件的不同端面；Z轴平台通过移动，来调整被加工表面尺寸；改变工件夹头内孔大小，加工不同直径的工件。上述结构通过更换磨削砂轮、以及调整工件与磨削砂轮之间的角度，满足工件小圆柱端球面、端面内孔、端面内孔倒角的加工要求。同时，所述工件主轴布置在Z轴平台上，Z轴平台通过前后移动，来调整工件主轴的位置使之与磨削砂轮保持调定的相对位置。
所述驱动电机驱动丝杆，丝杆带动驱动X轴平台、磨削主轴、磨削砂轮来实现磨削砂轮的自动进给；所述的磨削主轴旋转，带动磨削砂轮实现旋转运动。即：磨削砂轮自动进给通过驱动电机驱动高精密的丝杆来实现；工件夹头装在工件主轴上，工件主轴旋转，带动装有工件的工件夹头旋转；磨削主轴旋转，带动磨削砂轮旋转，同时驱动电机通过高精密的丝杆，驱动X轴平台、磨削主轴和磨削砂轮，实现自动进给，高速旋转的磨削砂轮磨削工件。上述结构即为精密度进给系统，所述精密度进给系统设置于磨削主轴系统，其主要部件为高精密的丝杆。所述丝杆通过精密度极小地渐进驱动X轴平台、磨削主轴和磨削砂轮位移，实现工件的精密加工。同时，所述工件夹头装在工件主轴上，工件主轴旋转，带动装有工件的工件夹头旋转，改变工件夹头内孔大小，加工不同直径的工件。根据上述结构特征，其加工方法具体为：所述振动料斗及判别系统判别工件按固定的方向出料，进入气管，压缩空气把工件吹入储料孔内；储料孔装在装卸料模块上，装卸料模块下行带动工件至工件夹头前端，工件被装入工件夹头内；工件夹头装在工件主轴上，工件主轴旋转，带动装有工件的工件夹头旋转；磨削主轴旋转，带动磨削砂轮旋转，同时驱动电机通过高精度的丝杆，驱动X轴平台、磨削主轴和磨削砂轮，实现自动进给，高速旋转的磨削砂轮磨削工件；磨削完成，装卸料模块下行带动出料通道至工件夹头前，压缩空气通过吹气头吹出工件。同时，所述精密度进给系统通过驱动电机、交叉滚轴实现进给，交叉滚轴设置于磨削主轴系统。交叉滚轴呈交叉设置，对工件夹紧主轴系统和磨削主轴系统进行垂直和水平方向的调节。该磨床还包括排气和油雾过滤系统和冷却和润滑系统，所述冷却和润滑系统在工件加工过程中提供所需的润滑油。润滑油通过冷却和润滑系统保持加工时所需的温度，以及为加工提供润滑，同时排气和油雾过滤系统回收多余的润滑油和加工过程产生的油雾，实现润滑油的温度控制、回收和加工供油。
本发明通过以上的技术手段解决了自动加工光纤陶瓷插芯的小圆柱端球面、小圆柱端面内孔、小圆柱端面内孔倒角。其结构设计合理，自动化程度高，加工精密度、工效高，加工方法可行；适合作为光纤陶瓷插芯的小圆柱端的加工，及其同类产品的改进。
附图说明
图1是本发明的工作原理部分结构示意图，图中省略冷却和润滑系统。
图2是图1的工件夹紧主轴系统和磨削主轴系统俯视结构示意图，图中α为工件主轴轴向与磨削主轴轴向夹角之间的角度。
图3是本发明的排气和油雾过滤系统、冷却和润滑系统结构示意图。
附图序号及名称：1、振动料斗及判别系统，2、工件，3、气管，4、装卸料模块，5、储料孔，6、出料通道，7、吹气头，8、Z轴平台，9、工件主轴，10、工件夹头，11、磨削砂轮，12、磨削主轴，13、X轴平台，14、丝杆，15、驱动电机，16、排气和油雾过滤系统，17、冷却和润滑系统。
具体实施方法
结合附图，对本发明的结构和加工原理作进一步描述。如图1～图3所示，该加工机包括振动料斗及判别系统1、自动上下料系统、精密度进给系统、排气和油雾过滤系统16、冷却和润滑系统17、工件夹紧主轴系统和磨削主轴系统，所述振动料斗及判别系统与自动上下料系统连接，自动上下料系统的加工位设有工件夹紧主轴系统和磨削主轴系统，即自动上下料系统的工件2出口位于工件夹紧主轴系统与磨削主轴系统之间，自动上下料系统带动工件至工件夹紧主轴系统，通过工件夹紧主轴系统夹持和磨削主轴系统加工后吹出工件。所述自动上下料系统包括气管3、装卸料模块4、储料孔5、出料通道6，所述工件夹紧主轴系统包括吹气头7、Z轴平台8、工件主轴9、工件夹头10，所述磨削主轴系统包括磨削砂轮11、磨削主轴12、X轴平台13、丝杆14、驱动电机15，所述磨削主轴系统设有精密度进给系统。其具体结构为：所述振动料斗及判别系统即采用如：震动选料盘对工件进行排列和自动逐一送料，并通过工件的加工端识别系统对工件加工方向进行判断和操作；振动料斗及判别系统通过气管与出料通道连接，出料通道与振动料斗及判别系统之间设有装卸料模块和储料孔，装卸料模块对储料孔内的工件进行装卸，使其通过气管输送至出料通道；送出出料通道的工件通过工件夹头装入工件主轴，工件主轴旋转，带动装有工件的工件夹头旋转的同时，磨削主轴旋转，带动磨削砂轮旋转，磨削砂轮对工件的小圆柱端面进行磨削加工；加工过程中润滑油通过冷却和润滑系统提供至工件与磨削砂轮的加工位，多余的润滑油和雾化的油雾通过排气和油雾过滤系统回收后再度利用。同时，冷却和润滑系统设有空压机，提供气管的压缩空气和工件的吹出、收集。
其加工原理为：振动料斗及判别系统判别工件按固定的方向出料，进入气管，压缩空气把工件吹入储料孔内。储料孔装在装卸料模块上，装卸料模块下行带动工件至工件夹头前端，工件被装入工件夹头内。工件夹头装在工件主轴上，工件主轴旋转，带动装有工件的工件夹头旋转。磨削主轴旋转，带动磨削砂轮旋转，同时驱动电机通过高精密的丝杆，驱动X轴平台、磨削主轴和磨削砂轮，实现自动进给，高速旋转的磨削砂轮磨削工件。磨削完成，装卸料模块下行带动出料通道至工件夹头前，压缩空气通过吹气头吹出工件。上述过程中的使用调整为：工件主轴装在Z轴平台，工件主轴角度α可调整。通过改变磨削砂轮形状和工件主轴与磨削主轴角度α，加工不同工件不同端面。Z轴平台可移动，来调整被加工表面尺寸。同时，改变工件夹头内孔大小，加工不同直径的工件。

Claims (6)

1.一种陶瓷插芯PC球面加工机，该加工机包括振动料斗及判别系统(1)、自动上下料系统、工件夹紧主轴系统、磨削主轴系统、排气和油雾过滤系统(16)、冷却和润滑系统(17)，所述自动上下料系统包括气管(3)、装卸料模块(4)、储料孔(5)、出料通道(6)，所述工件夹紧主轴系统包括吹气头(7)、Z轴平台(8)、工件主轴(9)、工件夹头(10)，所述磨削主轴系统包括磨削砂轮(11)、磨削主轴(12)、X轴平台(13)、丝杆(14)、驱动电机(15)；工件(2)通过自动上下料系统送入工件夹紧主轴系统的工件夹头(10)，再通过磨削主轴系统加工完成；其特征在于所述工件(2)由振动料斗及判别系统(1)自动理料后通过压缩空气在气管(3)内装卸；即：所述振动料斗及判别系统(1)判别工件(2)按固定的方向出料，进入气管(3)，压缩空气把工件(2)吹入装卸料模块(4)的储料孔(5)内；装卸料模块(4)下行至工件夹头(10)前端，带动储料孔(5)内的工件(2)装入工件夹头(10)内；储料孔装在装卸料模块上，装卸料模块下行带动工件至工件夹头前端，工件被装入工件夹头内；工件磨削时，冷却和润滑系统(17)喷出润滑油对工件(2)进行润滑、冷却，同时排气和油雾过滤系统(16)对磨削过程中产生的磨粒和油雾混合物进行回收、过滤，工件磨削完成，装卸料模块(4)下行带动出料通道(6)至工件夹头(10)前，压缩空气通过吹气头(7)吹出工件(2)。
2.如权利要求1所述的陶瓷插芯PC球面加工机，其特征在于所述工件主轴(9)轴向与磨削主轴(12)轴向夹角α通过调整，以加工工件(2)不同端面形状。
3.如权利要求1所述的陶瓷插芯PC球面加工机，其特征在于所述工件主轴(9)布置在Z轴平台(8)上，Z轴平台(8)通过前后移动，来调整工件主轴(9)的位置使之与磨削砂轮(11)保持调定的加工位置。
4.如权利要求1所述的陶瓷插芯PC球面加工机，其特征在于所述驱动电机(15)驱动丝杆(14)，丝杆(14)带动驱动X轴平台(13)、磨削主轴(12)、磨削砂轮(11)来实现磨削砂轮(11)的自动进给；所述的磨削主轴(12)旋转，带动磨削砂轮(11)实现旋转运动。
5.如权利要求1所述的陶瓷插芯PC球面加工机，其特征在于所述工件夹头(10)装在工件主轴(9)上，工件主轴(9)旋转，带动装有工件(2)的工件夹头(10)旋转，改变工件夹头(10)内孔大小，加工不同直径的工件(2)。
6.如权利要求1所述的陶瓷插芯PC球面加工机的加工方法，其特征在于所述振动料斗及判别系统(1)判别工件(2)按固定的方向出料，进入气管(3)，压缩空气把工件吹入储料孔(5)内；储料孔装在装卸料模块(4)上，装卸料模块下行带动工件至工件夹头(10)前端，工件被装入工件夹头内；工件夹头装在工件主轴(9)上，工件主轴旋转，带动装有工件的工件夹头旋转；磨削主轴(12)旋转，带动磨削砂轮(11)旋转，同时驱动电机(15)通过高精度的丝杆(14)，驱动X轴平台(13)、磨削主轴和磨削砂轮，实现自动进给，高速旋转的磨削砂轮磨削工件；磨削完成，装卸料模块下行带动出料通道(6)至工件夹头前，压缩空气通过吹气头(7)吹出工件。
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