CN105666308B - 一种反射镜环槽口倒角研磨装置及其研磨方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及光学研磨方法，涉及一种反射镜环槽口倒角研磨装置及其研磨方法。所述反射镜环槽口倒角研磨装置包括研磨盘、摩擦垫、分离器、摆臂、摆动杆、接头、轴承、轴承外套、轴承内芯、滚珠、反射镜、支架。本发明反射镜环槽口倒角研磨装置利用摆臂摆动使分离器在摩擦垫上摆动，通过与摩擦垫的摩擦自旋转，使滚珠通过与摩擦垫的滚动摩擦在轴承外套、轴承内芯中实现自滚动旋转，实现了滚珠在反射镜环槽口倒角上接触滚动转动摩擦，从而实现了反射镜环槽口倒角的研磨加工，该方法操作方便，稳定可靠，倒角研磨效率高，而且加工一致性好，质量高，具有较大的实际应用价值。
Description
技术领域
本发明属于光学镜片研磨技术，具体涉及一种光学反射镜环槽口倒角研磨装置及其研磨方法。
背景技术
反射镜是一种常用的光学镜片，用于反射光束，改变光路，普遍用于各种光学系统或设备里。例如激光陀螺为了实现腔内光学回路，会在其端面设置反射镜。其中反射镜起到了关键的作用，其质量直接影响激光陀螺性能。而反射镜的环槽口倒角研磨一直采用的手工方法加工生产，加工劳动强度大，质量不稳定，工作效率低，加工者抱怨大。
请参阅图1，其是一种现有激光陀螺反射镜环槽口倒角研磨装置的示意图。现有技术激光陀螺反射镜环槽口倒角研磨方法将反射镜11通过人手抓取。
现有技术激光陀螺反射镜环槽口倒角研磨方法进行环槽口倒角研磨时，研具一17、研具二18装夹在钻床钻卡上，通过钻卡转动带动研具一17、研具二18转动，由人手拿捏反射镜11，在反射镜11环槽口倒角上添加研磨液，并将其与研具一17、研具二18倒角面贴置，人手端平反射镜，保证待研磨倒角环槽中心与研具中心重合，然后双手拿捏反射镜以研具倒角球心为中心上下微摆动，与研具倒角在研磨液的作用下相互摩擦，同时人双手向上用力，并以环槽中心为中心微动旋转反射镜，从而达到反射镜环槽口倒角研磨的效果。
由于采用手工方法加工，因此劳动强度大，质量不稳定，工作效率低，难以满足批量生产，实用性欠佳。
发明内容
本发明的目的是：为了解决现有技术反射镜环槽口倒角研磨方法工作效率低下，加工精度欠佳的问题，本发明提供了一种操作方便，加工效率和加工精度高，实用性佳的反射镜环槽口倒角研磨装置。
另外，本发明还提供一种反射镜环槽口倒角研磨方法。
本发明的技术方案是：一种反射镜环槽口倒角研磨装置，其包括研磨盘1、摩擦垫2、分离器3、摆臂4、摆动杆5、接头6、轴承7、轴承外套8、轴承内芯9、滚珠10、反射镜11、支架12。所述摩擦垫设置在研磨盘上，所述分离器设置在摩擦垫上，同时通过摆动杆和接头与摆臂连接，所述轴承设置在分离器环槽内，所述滚珠设置在轴承外套、轴承内芯所形成的环槽内，同时滚珠上面与反射镜环槽口倒角接触，滚珠下面与摩擦垫接触，所述轴承外套、轴承内芯和反射镜都设置在轴承中。其中，分离器3中心与研磨盘1中心有一距离δ设置在10～20mm范围内，摆臂摆幅在支架12支架12上设置在10～15mm范围内，轴承7与分离器3上各分离环槽为过渡配合，轴承外套、轴承内芯8和反射镜11与轴承7的配合间隙为0.05～0.1mm，滚珠10与轴承外套、轴承内芯9上环槽的配合间隙为0.03～0.05mm。
所述分离器3上面开设有研磨液添置槽13和研磨液导流孔14，下面开设有研磨液存储槽15，其中研磨液存储槽15与分离器3上各分离环槽底部相通。
所述轴承外套8、轴承内芯9所形成的环槽与反射镜11上环槽同心，同时轴承外套8下面开有导液槽16。
所述分离器3底面研磨液存储槽15与轴承外套8、轴承内芯9下面导液槽16在运动过程中能够相通。
所述摆动杆5一端连接在摆臂4上，一端放置于接头6环槽中，同时接头6放置于分离器3中心孔中。
一种反射镜环槽口倒角研磨方法，其特征在于，步骤如下：
步骤1：安装研磨盘
将摩擦垫2粘接于研磨盘1上，并将研磨盘安装于支架12上；
步骤2：安装分离器
将轴承7放置在分离器3各分离孔中贴实，再将分离器3放置在摩擦垫2上，调节摆臂4及摆动杆5长度，将摆动杆4一端紧固在摆臂5上，另一端放置在接头6中心孔中贴实，同时保证接头6与分离器3中心孔贴实，保证分离器3中心与研磨盘1中心距离δ设置在(10～20)mm范围内；
步骤3：调节参数
在支架12上调节摆臂5的摆幅，设置在10～15mm范围内；在设备上调节研磨盘1转速，设置在13～15rpm范围内；在设备上调节摆臂5摆速，设置在100～110rpm范围内；
步骤4：放置反射镜
将轴承外套8、轴承内芯9放置在轴承7中，保证导液槽面与摩擦垫2接触，再将滚珠10依次放置在轴承外套8、轴承内芯9所形成的环槽中，最后将反射镜11环槽与滚珠10对准并贴置在滚珠10上面；
步骤5：研磨加工
在分离器3研磨液添置槽13中添加研磨液，开机后研磨盘1带动摩擦垫2旋转，摆臂4带动分离器3摆动，分离器与摩擦垫接触摩擦使其在摩擦垫上自旋转，从而实现分离器的摆动加旋转运动；轴承外套8、轴承内芯9通过与摩擦垫接触摩擦在轴承7中自旋转，滚珠10通过与毛毡的接触摩擦在轴承外套、轴承内芯环槽中自滚动，同时在轴承外套、轴承内芯的带动下自旋转并随分离器摆动，反射镜11贴置于滚珠上在轴承中自旋转，在滚珠与反射镜环槽口的接触滚动摩擦的复杂运动过程中，实现了反射镜环槽口倒角的研磨。
所述支架12安装在三轴精密研磨抛光机上，或安装在四轴精密研磨抛光机上。
所述支架12可以在四轴精密研磨抛光机或三轴精密研磨抛光机各轴都可放置，且各轴可同时加工。
本发明的优点是：本发明激光陀螺反射镜环槽口倒角研磨方法利用四轴研磨机或三轴研磨机支架，将分离器在研磨盘的摩擦垫上通过摩擦实现了摆动加转动的运动方式，分离器中的轴承外套、轴承内芯在轴承中通过与摩擦垫的摩擦以及分离器的带动实现了摆动加转动的复杂运动方式，滚珠在轴承外套、轴承内芯所形成的环槽中通过与摩擦垫的滚动摩擦以及轴承外套、轴承内芯的带动下实现了滚动、转动以及摆动的复杂均匀的运动方式，反射镜通过环槽倒角面与滚珠面的接触滚动转动摩擦在轴承中实现了转动的运动方式，从而实现了反射镜环槽口倒角的研磨加工。本发明在四轴精密研磨机上一次可放置8个研磨装置，一个分离器可装入9件工件，一次可加工72件，从而极大的提高了激光陀螺反射镜环槽口倒角研磨效率。而且通过控制研磨装置中研磨盘的转速、摆臂的摆幅和摆臂的摆速可以很好的控制工件加工的一致性，从而可以有效提高研磨质量以及研磨效率，因此具有较大的实际应用价值。
附图说明
图1是现有技术反射镜环槽口倒角研磨加工图；
图2是本发明激光陀螺反射镜环槽口倒角研磨装置的侧视图；
图3是本发明激光陀螺反射镜环槽口倒角研磨装置中分离器的侧视图；
图4是本发明激光陀螺反射镜环槽口倒角研磨装置中轴承外套、轴承内芯、滚珠、轴承、反射镜的侧视图及剖视图；
图5是本发明激光陀螺反射镜环槽口倒角研磨装置的剖视图。
其中，1-研磨盘、2-摩擦垫、3-分离器、4-摆臂、5-摆动杆、6-接头、7-轴承、8-轴承外套、9-轴承内芯、10-滚珠、11-反射镜、12-支架、13-研磨液添置槽、14-研磨液导流孔、15-研磨液存储槽、16-研磨液导液槽、17-研具一、18-研具二。
具体实施方式
下面通过具体实施方式对本发明作进一步的详细说明：
请同时参阅图2、图3、图4和图5，其中，图2是本发明激光陀螺反射镜环槽口倒角研磨装置的侧视图；图3是本发明激光陀螺反射镜环槽口倒角研磨装置中分离器的侧视图；图4是本发明激光陀螺反射镜环槽口倒角研磨装置中轴承外套、轴承内芯、滚珠、轴承、反射镜的侧视图及剖视图；图5是本发明激光陀螺反射镜环槽口倒角研磨装置的剖视图。所述激光陀螺反射镜环槽口倒角研磨装置包括研磨盘1、摩擦垫2、分离器3、摆臂4、摆动杆5、接头6、轴承7、轴承外套8、轴承内芯9、滚珠10、反射镜11、支架12。所述摩擦垫粘接在研磨盘上，为滚珠的滚动提供一定的摩擦力。所述分离器设置在摩擦垫上，同时通过摆动杆和接头与摆臂连接，所述轴承设置在分离器各孔内，所述滚珠设置在轴承外套、轴承内芯所形成的环槽内，同时滚珠上面与反射镜环槽口倒角接触，滚珠下面与摩擦垫接触，所述轴承外套、轴承内芯和反射镜都设置在轴承中。
请参阅图3，所述分离器3上面开设有研磨液添置槽13和研磨液导流孔14，以方便将研磨液添加至摩擦垫的工作区域，下面开设有研磨液存储槽15，其中研磨液存储槽15与分离器3上各分离孔底部相通，从而存储槽能够储备一定量的研磨液，同时保证研磨液能够顺利的添加至分离器分离孔底面。
请参阅图4，所述轴承外套8、轴承内芯9之间所形成的环槽中心与反射镜10上环槽中心对应相同，同时轴承外套、轴承内芯下面开有导液槽16，保证储液槽中研磨液能够添加至滚珠位置，从而滚珠带动研磨液顺利均匀的添加至反射镜环槽倒角上，保证反射镜环槽倒角的不间断均匀研磨。所述轴承外套、轴承内芯和反射镜与轴承的配合间隙为0.05mm～0.1mm，以保证加工过程中轴承外套、轴承内芯和反射镜在轴承中实现自旋转。滚珠9于轴承外套、轴承内芯8上环槽的配合间隙为0.03mm～0.05mm，以保证滚珠与反射镜环槽的定位精度。
请参阅图5，所述分离器3中心与研磨盘1中心有一距离δ设置在10mm～20mm范围内，所述摆臂摆幅在支架12上设置在10mm～15mm范围内，通过以上参数设置，控制了分离器的运动模式，实现了滚珠以及反射镜在研磨盘上具有均匀的研磨轨迹，保证了反射镜倒角的尺寸一致性。所述轴承7与分离器3上各分离环槽为过渡配合，所述分离器3底面研磨液存储槽14与轴承外套、轴承内芯8下面研磨液导液槽16在运动过程中能够相通，使得研磨液能够顺利的进入反射镜环槽倒角的加工区域。通过研磨盘上摩擦垫的转动摩擦带动分离器、轴承外套、轴承内芯、滚珠以及反射镜实现均匀的相对运动，最终通过滚珠与反射镜环槽口倒角的滚动摩擦实现了反射镜环槽口倒角均匀高效的研磨加工。
本发明反射镜环槽口倒角研磨方法利用该装置，通过调节研磨盘转速、摆臂摆速以及摆臂摆幅，实现反射镜倒角的研磨，其步骤如下：
步骤1：安装研磨盘
将摩擦垫2粘接于研磨盘1上，并将研磨盘安装于支架12上；
步骤2：安装分离器
将轴承7放置在分离器3之间环槽中贴实，再将分离器3放置在摩擦垫2上，调节摆臂4及摆动杆5长度，将摆动杆4一端紧固在摆臂5上，另一端放置在接头6中心孔中贴实，同时保证接头6与分离器3中心孔贴实，以保证运动过程稳定可靠，其中分离器3中心与研磨盘1中心距离δ设置在(10～20)mm范围内，以保证滚珠以及反射镜在研磨盘上能够具有均匀的研磨轨迹。
步骤3：调节参数
在支架12上调节摆臂5的摆幅，设置在(10～15)mm范围内；在设备上调节研磨盘1转速，设置在(13～15)rpm范围内；在设备上调节摆臂5摆速，设置在(100～110)rpm范围内；以保证滚珠以及反射镜在研磨盘上具有均匀的研磨轨迹，使反射镜倒角的尺寸一致可靠。
步骤4：放置反射镜
将轴承外套、轴承内芯8放置在轴承7中，保证导液槽面与摩擦垫2接触，在将滚珠9依次放置在轴承外套、轴承内芯8之间环槽中，最后将反射镜10环槽与滚珠9对准并贴置在滚珠9上面，以开展环槽口倒角加工；
步骤5：研磨加工
在分离器3研磨液添置槽13中添加研磨液，开机后研磨盘1带动摩擦垫2旋转，摆臂4带动分离器3摆动，摩擦垫通过与分离器接触滚动摩擦使分离器在摩擦垫上自旋转，从而实现分离器的摆动加旋转运动；轴承外套8、轴承内芯9通过与摩擦垫接触滚动摩擦在轴承7中自旋转，滚珠10通过与毛毡的接触摩擦在轴承外套、轴承内芯环槽中自滚动，同时在轴承外套、轴承内芯的带动下自旋转并随分离器摆动，反射镜11贴置于滚珠上在轴承中自旋转，在滚珠与反射镜环槽口的接触滚动转动摩擦的复杂运动过程中，实现了反射镜环槽口倒角的研磨。
另外，本实施方式中，所述研磨装置可以放置在三轴精密研磨机上，也可以放置在四轴精密研磨机上，然而根据工件数量的不同，研磨装置可设置一轴或两轴或三轴或四轴或五轴或六轴或七轴或八轴，人最多可同时操作八轴。
本发明激光陀螺反射镜环槽口倒角研磨装置利用滚珠与反射镜环槽口倒角的相互滚动转动摩擦，从而实现对分离器中反射镜环槽口倒角研磨的同时加工。本发明将激光陀螺用反射镜环槽口倒角研磨方法由手工更改为机械化，从很大程度上减轻了加工者的劳动强度，而且分离器结构简单，拆卸、换装方便，有效提高了加工效率。并通过设置合适的研磨盘转速、摆臂摆速以及摆臂摆幅，以控制滚珠在摩擦垫上实现复杂均匀的运动轨迹，从而实现反射镜环槽口倒角均匀研磨，可以保证反射镜环槽口倒角研磨面的均匀光滑，提高加工质量。
Claims (9)
1.一种反射镜环槽口倒角研磨装置，其特征在于：包括研磨盘(1)、摩擦垫(2)、分离器(3)、摆臂(4)、摆动杆(5)、接头(6)、轴承(7)、轴承外套(8)、轴承内芯(9)、滚珠(10)、支架(12)，所述摩擦垫设置在研磨盘上，所述分离器设置在摩擦垫上，同时通过摆动杆和接头与摆臂连接，所述轴承设置在分离器孔内，所述轴承外套、轴承内芯以及待加工的反射镜都设置在轴承中，所述滚珠设置在轴承外套、轴承内芯所形成的环槽内，同时滚珠上面与反射镜环槽口倒角接触，滚珠下面与摩擦垫接触。
2.根据权利要求1所述的反射镜环槽口倒角研磨装置，其特征在于：所述分离器(3)中心与研磨盘(1)中心有一距离δ，在10～20mm范围内，摆臂在支架(12)上的摆幅在10～15mm范围内，轴承(7)与分离器(3)上各分离孔为过渡配合，轴承外套(8)和反射镜(11)与轴承(7)的配合间隙为0.05～0.1mm，滚珠(10)与轴承外套(8)、轴承内芯(9)的配合间隙为0.03～0.05mm。
3.根据权利要求2所述的反射镜环槽口倒角研磨装置，其特征在于：所述分离器(3)上面开设有研磨液添置槽(13)和研磨液导流孔(14)，下面开设有研磨液存储槽(15)，其中研磨液存储槽(15)与分离器(3)上各分离孔底部相通。
4.根据权利要求3所述的反射镜环槽口倒角研磨装置，其特征在于：所述轴承外套(8)、轴承内芯(9)所形成的环槽与反射镜(11)上环槽同心，同时轴承外套(8)下面开有导液槽(16)。
5.根据权利要求4所述的反射镜环槽口倒角研磨装置，其特征在于：所述分离器(3)底面研磨液存储槽(15)与轴承外套(8)下面导液槽(16)在运动过程中能够相通。
6.根据权利要求1所述的反射镜环槽口倒角研磨装置，其特征在于：所述摆动杆(5)一端连接在摆臂(4)上，一端连接接头(6)，同时接头(6)放置于分离器(3)中心孔中。
7.根据权利要求1所述的反射镜环槽口倒角研磨装置，其特征在于：所述摩擦垫为毛毡垫，所述滚珠为钢珠，所述摆动杆为铁笔。
8.一种反射镜环槽口倒角研磨方法，其特征在于，步骤如下：
步骤1：安装研磨盘
将摩擦垫(2)粘接于研磨盘(1)上，并将研磨盘安装于支架(12)上；
步骤2：安装分离器
将轴承(7)放置在分离器(3)各分离孔中贴实，再将分离器(3)放置在摩擦垫(2)上，调节摆臂(4)及摆动杆(5)长度，将摆动杆(5 )一端紧固在摆臂(4 )上，另一端放置在接头(6)中心孔中贴实，同时保证接头(6)与分离器(3)中心孔贴实，保证分离器(3)中心与研磨盘(1)中心距离δ在10～20mm范围内；
步骤3：调节参数
在支架(12)上调节摆臂(5)的摆幅，设置在10～15mm范围内；在设备上调节研磨盘(1)转速，设置在13～15rpm范围内；在设备上调节摆臂(5)摆速，设置在100～110rpm范围内；
步骤4：放置反射镜
将轴承外套(8)、轴承内芯(9)放置在轴承(7)中，保证导液槽面与摩擦垫(2)接触，再将滚珠(10)依次放置在轴承外套(8)、轴承内芯(9)之间环槽中，最后将反射镜(11)放置在轴承(7)上，使得反射镜环槽与滚珠(10)对准并贴置在滚珠(10)上面；
步骤5：研磨加工
在分离器(3)研磨液添置槽(13)中添加研磨液，开机后研磨盘(1) 带动摩擦垫(2)旋转，摆臂(4)带动分离器(3)摆动，分离器(3)与摩擦垫(2)接触摩擦使其在摩擦垫(2)上自旋转，从而实现分离器(3)的摆动加旋转运动；轴承外套(8)、轴承内芯(9)通过与摩擦垫接触摩擦在轴承(7)中自旋转，滚珠(10)通过接触摩擦在轴承外套、轴承内芯所形成的环槽中自滚动，同时在轴承外套、轴承内芯的带动下自旋转并随分离器摆动，反射镜(11)贴置于滚珠上在轴承中自旋转，在滚珠与反射镜环槽口的接触滚动摩擦的复杂运动过程中，实现反射镜环槽口倒角的研磨。
9.根据权利要求8所述的反射镜环槽口倒角研磨方法 ，其特征在于：所述支架(12)安装在三轴精密研磨抛光机或安装在四轴精密研磨抛光机的各轴上。
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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 | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |