CN103659573A - 一种孔壁表面研磨抛光装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于内表面光学加工技术，涉及一种孔壁表面研磨抛光装置及方法。所述孔壁表面研磨抛光装置包括基套、夹紧套、松紧调节机构、辅助材料。其中，所述基套上开设有装配孔，夹紧套定位端凸起与基套装配孔安装配合，夹紧端与基套安装端配合，所述夹紧套夹紧端轴向开设有安装研磨或抛光辅助材料的夹紧槽，松紧调节机构设置在基套上，用于调节夹紧槽内辅助材料的松紧。本发明通过对辅助材料的松紧控制调节辅助材料对被加工表面的压力，经旋转设备带动辅助材料旋转，并添加磨料对孔壁进行研磨抛光，研磨抛光后光洁度可达到Ra0.01、Ⅱ级疵病的效果。而且本发明的装置结构简单，操作方便，可以快速装卸、更换辅助材料，具有较大的实际应用价值。

Description

一种孔壁表面研磨抛光装置及方法
技术领域
本发明属于光学加工中内表面加工技术，涉及一种孔壁表面研磨抛光装置及方法。
背景技术
在光学加工领域内，经常需要开制加工各种通孔或盲孔，对于具有较高光洁度要求的孔壁表面，不允许出现刀纹、划伤等表面损伤，同时对表面粗糙度要求较高。因此需要对孔壁表面进行精加工处理。
孔的内表面加工目前仍属于光学加工领域的难题，缺少特别有效的装置和方法，因此，一般采取化学抛光方法对孔壁表面进行处理，然而由于化学处理的机理是在原有表面形貌的基础上均匀去除材料，因此，化学处理的表面粗糙度较差，远达不到孔壁光洁度的要求。另外，也有利用羊毛、纤维等制成模具对孔壁表面进行抛光的，但利用这些模具研磨抛光的效率低、模具容易磨损、对孔的精度保持性差，同时，一般只能研磨抛光大孔径尺寸的内表面，具有很大的局限性。
发明内容
本发明的目的是：提供一种装卸方便、研磨抛光效率高、光洁度高的孔壁表面研磨抛光装置。
另外，本发明还提供一种孔壁表面研磨抛光方法。
本发明的技术方案是：一种孔壁表面研磨抛光装置，其包括基套、夹紧套、松紧调节机构、辅助材料，其中，所述基套上开设有装配孔，夹紧套定位端凸起与基套装配孔安装定位，夹紧套夹紧端与基套安装端配合，所述夹紧套夹紧端轴向开设有安装研磨或辅助材料的夹紧槽，松紧调节机构设置在基套和夹紧套上，用于调节夹紧槽内辅助材料的松紧。
松紧调节机构包括一对设置在基套上的螺母和设置在夹紧套内并突出于基套外径的键。
所述夹紧槽为十字槽或一字槽或三瓣槽。
所述夹紧套的夹紧端与基套安装端之间为锥形配合。
一种孔壁表面的研磨抛光方法，其包括如下步骤：
步骤1：辅助材料的安装
根据待加工孔的实际需要，选择研磨所需的辅助材料，将辅助材料安装在夹紧槽上，并通过旋转螺母，经键和夹紧套夹紧辅助材料；
步骤2：将研磨抛光装置安装在具有旋转功能的设备上
将研磨抛光装置安装在数控机床主轴上或具有高速旋转功能的设备上；
步骤3：旋转研磨
利用数控机床主轴或旋转功能设备带动研磨抛光装置旋转，从而带动研磨辅助材料旋转，移动设备旋转轴或工件，使辅助材料压入工件孔内，利用辅助材料的弹性变形给孔壁表面一定的压力和摩擦力，再通过添加研磨磨料，使磨料对被加工表面产生切削和材料去除，从而达到研磨目的;
步骤4：旋转抛光
换下研磨辅助材料，并清洗后，装上抛光辅助材料，并重新夹紧和安装，再利用数控机床主轴或旋转设备带动研磨抛光装置旋转，从而带动抛光辅助材料旋转，移动设备旋转轴或工件，使辅助材料压入工件孔内，利用辅助材料的弹性变形给孔壁表面一定的压力和摩擦力，通过添加抛光磨料，对被加工表面进行微量的材料去除，达到抛光目的;
利用键和夹紧套夹紧辅助材料时，先通过旋转螺母使螺母沿基套轴线方向移动，当螺母移动到一定位置时与键接触，继续旋转螺母，螺母将推动键与螺母同向移动，同时，键卡住夹紧套并带动夹紧套与螺母同方向移动。
所述研磨抛光辅助材料为抛光毡或橡胶。
本发明的优点是：本发明通过对辅助材料的松紧控制，并经旋转设备带动辅助材料对孔壁进行研磨抛光，研磨、抛光后光洁度可达到Ra0.01以内、2级光学疵病的效果。而且本发明孔壁表面研磨抛光装置结构简单，操作方便，可以快速装卸、更换研磨或抛光所需要的辅助材料（如：抛光毡、橡胶等），具有较大的实际应用价值。
附图说明
图1为本发明孔壁表面研磨抛光装置的三维图；
图2为本发明孔壁表面研磨抛光装置的剖视图；
图3为本发明孔壁表面研磨抛光装置基套的结构示意图；
图4为本发明孔壁表面研磨抛光装置夹紧套的三维结构示意图；
其中，1、基套；2、夹紧套；3、螺母；4、键；5、辅助材料；6、装配孔；7、安装端；8、定位端；9、夹紧端。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的说明：
请参阅图1和图2，其中，图1为本发明孔壁表面研磨抛光装置的正视图，图2为孔壁表面研磨抛光装置的半剖图。本发明孔壁表面研磨抛光装置包括基套1、夹紧套2、螺母3、键4、辅助材料5。其中，所述基套1为中间开设有装配孔7的圆柱体结构，且其一端为内锥形安装端，用于与夹紧套配合安装。所述夹紧套2也为圆柱体结构，其定位端凸起与基套内孔配合，且定位端中间开设有用于安装键4的安装孔，另一端为外锥形安装端，与基套1内锥安装端配合。另外，所述夹紧套2外锥形端轴向开设有安装研磨或抛光辅助材料的夹紧槽，该夹紧槽根据实际需要可以为十字槽或一字槽等其他形状的夹紧槽。一对螺母3设置在基套1上，通过旋转螺母3使螺母3沿基套1轴线方向移动，当螺母3移动到一定位置时与键4接触，继续旋转螺母3，螺母3将推动键4与螺母3同向移动，同时，键4卡住夹紧套2并带动夹紧套2与螺母3同方向移动，实现对位于夹紧槽内的辅助材料5的夹紧或松开。
本发明根据上述孔壁表面研磨抛光装置提供一种对被加工孔孔壁的研磨抛光方法，其具体步骤如下：
步骤1：辅助材料的安装
根据待加工孔的实际需要，选择研磨所需的辅助材料，如：研磨毡，将辅助材料安装在夹紧槽上，并通过旋转螺母，经键4和夹紧套夹紧辅助材料；
步骤2：将研磨抛光装置安装在具有旋转功能的设备上
再将研磨抛光装置安装在数控机床主轴上或具有能高速旋转的设备上；
步骤3：旋转研磨
利用数控机床主轴或能旋转的设备的旋转带动研磨抛光装置的旋转，从而带动研磨所需的辅助材料旋转，移动设备旋转轴或工件，使辅助材料压入工件孔内，利用辅助材料的弹性变形给孔壁表面一定的压力和摩擦力，再通过添加研磨磨料，使磨料对被加工表面产生切削和材料去除，从而达到研磨目的;
步骤4：旋转抛光
换下研磨辅助材料，并清洗后，装上抛光辅助材料，并重新夹紧和安装，再利用数控机床主轴或能旋转的设备的旋转带动研磨抛光装置的旋转，从而带动抛光所需的辅助材料的旋转，移动设备旋转轴或工件，使辅助材料压入工件孔内，利用辅助材料的弹性变形给孔壁表面一定的压力和摩擦力，通过添加抛光磨料，使磨料对被加工表面产生切削并进行微量的材料去除，达到抛光目的。
另外，本发明研磨抛光装置通过旋转螺母3，控制辅助材料的松紧度，能够适量的调节辅助材料直径的大小，从而当研磨或抛光辅助材料磨损后，通过调节辅助材料直径的大小，也能够继续对被加工工件进行研磨或抛光，减小对辅助材料的浪费。本发明可适合直径大于Φ4，深度小于30的圆孔或椭圆孔的研磨或抛光加工。一般脆硬性玻璃材料的孔壁表面用本发明的工艺方法研磨、抛光后光洁度可达到Ra0.01和Ⅱ级光学表面疵病的效果。而且本发明孔壁表面研磨抛光装置结构简单，操作方便，可以快速装卸、更换研磨或抛光所需要的扁平形状的辅助材料（如：研磨毡、抛光毡等），具有较大的实际应用价值。

Claims (7)

1.一种孔壁表面研磨抛光装置，其特征在于，包括基套（1）、夹紧套（2）、松紧调节机构、辅助材料（5），其中，所述基套（1）上开设有装配孔（6），夹紧套（2）定位端（8）凸起与基套装配孔（6）安装配合，夹紧端（9）与基套（1）安装端（7）配合，所述夹紧套（2）夹紧端（9）轴向开设有安装研磨或辅助材料（5）的夹紧槽，松紧调节机构设置在基套（1）上，用于调节夹紧槽内辅助材料的松紧。
2.根据权利要求1所述的孔壁表面研磨抛光装置，其特征在于，松紧调节机构包括一对设置在基套上的螺母（3）和设置在夹紧套（2）内并突出于基套（1）外径的键（4）。
3.根据权利要求2所述的孔壁表面研磨抛光装置，其特征在于，所述夹紧槽为十字槽或一字槽或三瓣槽。
4.根据权利要求3所述的孔壁表面研磨抛光装置，其特征在于，所述夹紧套的夹紧端与基套（1）安装端之间为锥形配合。
5.一种孔壁表面的研磨抛光方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1：辅助材料的安装
根据待加工孔的实际需要，选择研磨所需的辅助材料，将辅助材料安装在夹紧槽上，并通过旋转螺母，经键（4）和夹紧套夹紧辅助材料；
步骤2：将研磨抛光装置安装在具有旋转功能的设备上
再将研磨抛光装置安装在数控机床主轴上或具有高速旋转功能的设备上；
步骤3：旋转研磨
利用数控机床主轴或旋转设备带动研磨抛光装置旋转，从而带动研磨辅助材料旋转，在辅助材料旋转过程中使被加工孔的孔壁表面接触辅助材料，从而对被加工表面进行材料去除，达到研磨目的;
步骤4：旋转抛光
换下研磨辅助材料，并清洗后，装上抛光辅助材料，并重新夹紧和安装，再利用数控机床主轴或旋转设备带动研磨抛光装置旋转，从而带动抛光辅助材料旋转，在辅助材料旋转过程中使被加工孔的孔壁表面接触辅助材料，从而对被加工表面进行材料去除，达到抛光目的。
6.根据权利要求5所述的孔壁表面的研磨抛光方法，其特征在于，利用键（4）和夹紧套夹紧辅助材料时，先通过旋转螺母（3）使螺母（3）沿基套（1）轴线方向移动，当螺母（3）移动到一定位置时与键（4）接触，继续旋转螺母（3），螺母（3）将推动键（4）与螺母（3）同向移动，同时，键（4）卡住夹紧套（2）并带动夹紧套（2）与螺母（3）同方向移动。
7.根据权利要求6所述的孔壁表面的研磨抛光方法，其特征在于，所述研磨抛光辅助材料为抛光毡或橡胶。
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