CN105058199B - 一种人工晶体材料碗形整流罩专用加工设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种超硬超脆人工晶体材料碗型整流罩的球面加工设备及其方法，具体应用于特殊玻璃、人造蓝宝石、氟化镁、尖晶石、硫化锌、锗单晶等超硬超脆材料的碗形部件的专用加工设备，包括HT250铸造底座、工件轴驱动系统、工件柔性装夹、X方向直线导轨和滑块、Y方向直线导轨安装过渡板、Ｙ方向直线导轨和滑块、360度分度盘、碗状铣磨轮、主轴头和驱动电机组成，本发明前期设备投入低，性能稳定可靠，对人员技术水平依赖低，能够高效高质量的完成碗形整流罩的加工，彻底解决了进口专用球面铣磨机价格昂贵，而四轴机或二轴机加工效率的弱点，便于批量复制扩产，具备较高的技术价值和经济价值，对提高国内碗形整流罩或窗口的加工水平将有所帮助。

Description

一种人工晶体材料碗形整流罩专用加工设备

技术领域

本发明涉及一种人工晶体材料碗型整流罩的加工设备及其方法，具体应用于特殊玻璃、人造蓝宝石、氟化镁、尖晶石、硫化锌、锗单晶等超硬超脆材料的碗形部件的专用加工设备。

背景技术

由于大多人工晶体材料具备不能车削的材料性能，原有人工晶体碗型窗口加工大多采用进口高速铣磨机和传统四轴机（或二轴机）配合专用工装进行加工，进口高速铣磨机严重受制于国际巨头的技术垄断，价格极其昂贵，如：德国施耐德、德国劳尔、英国ZEEKO、德国optotech等专用加工设备,该类设备单台在50万欧元左右，配合专用的工具工装一套设备价格约500万人民币，非常不利于国内企业特别是中小企业批量使用，而传统四轴机或二轴机配合专用工装进行磨削加工效率极低,产品互换性差，鉴于此，急需填补市场上空白的人工晶体材料碗形整流罩或窗口的加工急需一种低成本、高效率和高质量的专用加工设备和方法。

发明内容

针对原有技术不足和投入大的弊端，本发明目的在于提供一套适用于人工晶体材料碗型整流罩或窗口加工的专用设备，彻底解决了进口球面铣磨机价格昂贵，而四轴机或二轴机加工效率的弱点，能大幅度的降低设备成本、高效率和高质量的进行人工晶体材料碗型窗口的加工。

本发明为实现上述目的所采用的技术方案为：

一种人工晶体材料碗型整流罩专用加工设备，其特征在于：所述加工设备由HT250铸造底座、工件轴驱动系统、工件柔性装夹、X方向直线导轨和滑块、Y方向直线导轨安装过渡板、Ｙ方向直线导轨和滑块、360度分度盘、碗状铣磨轮、主轴头和驱动电机组成，具体包括：设备基座、工件传动箱体、工件轴驱动电机、柔性装夹、碗形工件、X方向导轨、X方向导轨滑块、Y方向导轨安装过渡板、Y方向导轨、碗形铣磨刀具、铣磨轮安装刀杆、方向导轨滑块、360度分度盘、主轴头旋转中心装置、驱动系统安装板、驱动电机、高速主轴头、主轴头旋转锁紧螺母、方向伺服丝杠驱动系统、方向伺服丝杠驱动系统，所设备基座安装上有工件传动箱体和X方向导轨各2根；所述工件轴驱动电机通过工件传动箱体控制柔性装夹按照既定转速进行旋转；待加工的碗形工件装夹在柔性装夹上；在2根 X方向导轨上安装 Y方向导轨安装过渡板，通过 X方向导轨滑块联接； Y方向导轨安装过渡板通过 X方向导轨滑块在导轨上运动，通过X方向伺服丝杠驱动系统进行控制；在Y方向导轨安装过渡板安装2根 Y方向导轨，驱动系统安装板通过Y方向导轨滑块沿Y方向运动，通过Y方向伺服丝杠驱动系统进行控制；在驱动系统安装板上安装360度分度盘，高速主轴头和驱动电机可以绕主轴头旋转中心装置旋转，旋转角度根据加工产品的长径比和磨轮大小计算出，可在360度分度盘上读数和控制；调整好角度后通过主轴头旋转锁紧螺母锁死；高速主轴头通过铣磨轮安装刀杆与碗形铣磨刀具连接，调整好铣磨轮的端面跳动和圆跳动，使其控制在0.05mm以内；启动设备，设定工件轴转速，X、Y方向联动参数，主轴头转速便可按照规定曲线加工碗形整流罩，对碗形整流罩的凹面和凸面进行加工。

优选的，所述加工设备采用高速主轴头最高转速为8000r/min。

优选的，所述加工设备设置有主轴头锁死装置。

优选的，所述碗状铣磨轮和主轴头组成的驱动系的旋转角度为360度旋转，移动方向以沿X轴和Y轴方向移动，采用伺服丝杠驱动装置通过PLC或机床数控系统实现两轴联动，达到球面磨削加工的目的。

优选的，铣磨轮和刀杆动平衡精度优于0.2G，

优选的，铣磨轮采用金属结合剂金刚石磨轮，金刚石粒度为110#-220#，金刚石浓度大于等于30%

发明的有益效果：

本发明的一种人工晶体材料碗型整流罩专用加工设备前期设备投入低，性能稳定可靠，对人员技术水平依赖低，能够高效高质量的完成碗形整流罩的加工，彻底解决了进口球面铣磨机价格昂贵，而四轴机或二轴机加工效率的弱点，便于批量复制扩产，具备较高的技术价值和经济价值，对提高国内碗形整流罩或窗口的加工水平将有所帮助。

附图说明

图1是本发明结构示意图；

图中，1—设备基座；2—工件传动箱体；3—工件轴驱动电机；4—柔性装夹；5—碗形工件；6—X方向导轨；7—X方向导轨滑块；8—Y方向导轨安装过渡板；9—Y方向导轨；10—碗形铣磨刀具；11—铣磨轮安装刀杆；12—Y方向导轨滑块；13—360度分度盘；14—主轴头旋转中心装置；15—驱动系统安装板；16—驱动电机；17—高速主轴头；18—主轴头旋转锁紧螺母；19—X方向伺服丝杠驱动系统；20—Y方向伺服丝杠驱动系统。

具体实施方式

一种人工晶体材料碗型整流罩专用加工设备，包括：1—设备基座；2—工件传动箱体；3—工件轴驱动电机；4—柔性装夹；5—碗形工件；6—X方向导轨；7—X方向导轨滑块；8—Y方向导轨安装过渡板；9—Y方向导轨；10—碗形铣磨刀具；11—铣磨轮安装刀杆；12—Y方向导轨滑块；13—360度分度盘；14—主轴头旋转中心装置；15—驱动系统安装板；16—驱动电机；17—高速主轴头；18—主轴头旋转锁紧螺母；19—X方向伺服丝杠驱动系统；20—Y方向伺服丝杠驱动系统。

在设备基座（1）安装工件传动箱体（2）和X方向导轨（6）2根；工件轴驱动电机（3）通过工件传动箱体（2）控制柔性装夹（4）按照特定转速进行旋转；待加工的碗形工件（5）装夹在柔性装夹（4）上；在2根 X方向导轨（6）上安装 Y方向导轨安装过渡板（8），通过 X方向导轨滑块（7）联接； Y方向导轨安装过渡板（8）可通过 X方向导轨滑块（7）在导轨上运动，通过X方向伺服丝杠驱动系统（19）进行控制； 在Y方向导轨安装过渡板（8）安装2根 Y方向导轨（9），驱动系统安装板（15）通过Y方向导轨滑块（12）沿Y方向运动，可以通过Y方向伺服丝杠驱动系统（20）进行控制；在驱动系统安装板（15）上安装360度分度盘（13），高速主轴头（17）和驱动电机（16）可以绕主轴头旋转中心装置（14）旋转，旋转角度根据加工产品的长径比和磨轮大小计算出，可在360度分度盘（13）上读数和控制；调整好角度后通过主轴头旋转锁紧螺母（18）锁死；高速主轴头通过铣磨轮安装刀杆（11）与碗形铣磨刀具连接，调整好铣磨轮的端面跳动和圆跳动，使其控制在0.05mm以内；启动设备，设定工件轴转速，X、Y方向联动参数，主轴头转速便可按照规定曲线加工碗形整流罩，可以加工碗形整流罩的凹面和凸面。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种人工晶体材料碗型整流罩专用加工设备，其特征在于：所述加工设备由HT250铸造底座、工件轴驱动系统、工件柔性装夹、X方向直线导轨和滑块、Y方向直线导轨安装过渡板、Ｙ方向直线导轨和滑块、360度分度盘、碗状铣磨轮、主轴头和驱动电机组成，具体包括：设备基座、工件传动箱体、工件轴驱动电机、柔性装夹、碗形工件、X方向导轨、X方向导轨滑块、Y方向导轨安装过渡板、Y方向导轨、碗形铣磨刀具、铣磨轮安装刀杆、方向导轨滑块、360度分度盘、主轴头旋转中心装置、驱动系统安装板、驱动电机、高速主轴头、主轴头旋转锁紧螺母、方向伺服丝杠驱动系统、方向伺服丝杠驱动系统，所设备基座安装上有工件传动箱体和X方向导轨各2根；所述工件轴驱动电机通过工件传动箱体控制柔性装夹按照既定转速进行旋转；待加工的碗形工件装夹在柔性装夹上；在2根 X方向导轨上安装 Y方向导轨安装过渡板，通过 X方向导轨滑块联接； Y方向导轨安装过渡板通过 X方向导轨滑块在导轨上运动，通过X方向伺服丝杠驱动系统进行控制；在Y方向导轨安装过渡板安装2根 Y方向导轨，驱动系统安装板通过Y方向导轨滑块沿Y方向运动，通过Y方向伺服丝杠驱动系统进行控制；在驱动系统安装板上安装360度分度盘，高速主轴头和驱动电机可以绕主轴头旋转中心装置旋转，旋转角度根据加工产品的长径比和磨轮大小计算出，可在360度分度盘上读数和控制；调整好角度后通过主轴头旋转锁紧螺母锁死；高速主轴头通过铣磨轮安装刀杆与碗形铣磨刀具连接，调整好铣磨轮的端面跳动和圆跳动，使其控制在0.05mm以内；启动设备，设定工件轴转速，X、Y方向联动参数，主轴头转速便可按照规定曲线加工碗形整流罩，对碗形整流罩的凹面和凸面进行加工。

2.根据权利 要求1所述的一种人工晶体材料碗型整流罩专用加工设备，其特征在于所述加工设备采用高速主轴头最高转速为8000r/min。

3.根据权利 要求1所述的一种人工晶体材料碗型整流罩专用加工设备，其特征在于所述加工设备设置有主轴头锁死装置。

4.根据权利 要求1所述的一种人工晶体材料碗型整流罩专用加工设备，其特征在于所述碗状铣磨轮和主轴头组成的驱动系的旋转角度为360度旋转，移动方向以沿X轴和Y轴方向移动，采用伺服丝杠驱动装置通过PLC或机床数控系统实现两轴联动，达到球面磨削加工的目的。

5.根据权利 要求1所述的一种人工晶体材料碗型整流罩专用加工设备，其特征在于铣磨轮采用金属结合剂金刚石磨轮，金刚石粒度为110#-220#，金刚石浓度大于等于30%。