CN112621395A - 蓝宝石晶体精密研磨装置 - Google Patents

Abstract

一种蓝宝石晶体精密研磨装置。其特征在于：研磨动作机构安装在机架上，包括超声旋转主轴、传动轮组以及若干夹具，超声旋转主轴连接传动轮组，夹具周向均布在传动轮组上，并能随传动轮组自转与公转动作；雾化机构对应设置在研磨动作机构的上方，雾化机构与机架上下滑动配合，并连接有驱使其上下动作的升降机构，雾化机构的底部安装有抛光垫。其优点在于，保证高效率高质量研磨的同时，又能确保可靠冷却降温效果。

Description

蓝宝石晶体精密研磨装置

技术领域

本发明涉及一种研磨加工技术领域,具体涉及一种蓝宝石晶体精密研磨装置。

背景技术

蓝宝石晶体具有化学性质稳定、硬度高，有良好的透射率等特点，被广泛运用于手机屏幕和各类高精度仪器中，这就对蓝宝石晶体的超光滑无损伤表面加提出了更高要求。

如中国发明专利申请（CN 108788945 A）公开了一种蓝宝石晶体精密研磨装置，其包括超声波研磨机构和固定台，固定台上设有至少两个安装部，能够同时研磨两个以上的蓝宝石，同时超声波研磨机构对应设置在固定台上方，其研磨头由主轴带动自转且绕主轴公转，配合超声振动，把传统研磨和超声理论相接合，大幅提高研磨效率和质量。

在磨头与蓝宝石晶体相互配合的研磨过程中，往往会产生高温，高温容易造成研磨头损坏，影响研磨精度质量，因此良好的冷却降温对研磨作业是非常必要的，但是上述蓝宝石晶体精密研磨装置的上端为超声波研磨机构，结合传统研磨和超声研磨，在其结构基础上无法额外设置冷却装置，同时下端固定台又设置多个安装部，多个产品同时研磨，外置的冷却装置无法同时满足多个产品的可靠冷却。

因此，如何保证高效率高质量研磨的同时，又能确保可靠冷却降温效果，是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

为了克服背景技术的不足，本发明提供一种蓝宝石晶体精密研磨装置。

本发明所采用的技术方案：一种蓝宝石晶体精密研磨装置，包括机架、研磨动作机构、雾化机构；所述研磨动作机构安装在机架上，包括超声旋转主轴、传动轮组以及若干夹具，所述超声旋转主轴连接传动轮组，所述夹具周向均布在传动轮组上，并能随传动轮组自转、公转及超声振动；所述雾化机构对应设置在研磨动作机构的上方，所述雾化机构与机架上下滑动配合，并连接有驱使其上下动作的升降机构，所述雾化机构的底部安装有抛光垫。

所述雾化机构包括雾化组件以及依次连接的支撑环、固定环与顶盖，所述顶盖上设置有进水管，所述雾化组件设置在固定环内，且其下两支撑环限位配合；所述雾化组件包括超声振动器、支架盘、雾化盘以及若干雾化器，所述抛光垫设置在雾化盘底部，所述抛光垫、支架盘与雾化盘均对应形成有若干均匀密布的通孔，所述雾化器包括双曲线环状压电陶瓷以及若干铜棒，所述双曲线环状压电陶瓷设置在支架盘与雾化盘之间，且其上下两端分别和支架盘与雾化盘的通孔相对应，所述铜棒从上至下依次设置在双曲线环状压电陶瓷内，所述超声振动器设置在支架盘上端。

所述雾化盘上的通孔两端开口呈锥形结构。

所述支撑环底部设置有一层抗震垫圈。

所述顶盖内部形成有储水腔，所述储水腔上端与进水管相连通，下端连接若干送水管，所述送水管与支架盘的通孔相对应。

所述传动轮组包括底座、外齿圈、中心齿、若干从动齿、上托板；所述底座固定在机架上，所述外齿圈、中心齿、从动齿共同构成行星齿轮传动单元，并设置在底座上，所述上托板放置在行星齿轮传动单元上，并开设有与从动齿相适配的开孔，所述超声旋转主轴穿过连接底座后连接中心齿；所述从动齿上端形成有安装槽，所述夹具设置在安装槽内，所述夹具与从动齿之间构成轴向活动、周向限位的配合，且所述夹具与上托板之间设置有推力轴承。

所述夹具采用真空吸盘，其内部形成有空腔，其上端设有若干气孔，所述夹具侧边设有真空泵接口。

所述上托板外圈设置有高出上托板的挡圈，所述挡圈上设有若干排水孔。

所述机架包括固定座以及沿固定座周向均布的立柱，所述研磨动作机构与雾化机构设置在立柱内侧；所述立柱上形成有导槽，所述雾化机构设有与导槽适配的连接杆。

双曲线环状压电陶瓷的双曲线函数为y²/25-x²/375=1。

本发明的有益效果是：采用以上方案，工作时，将蓝宝石固定安装在夹具上，通过超声旋转主轴与传动轮组实现蓝宝石自转、公转以及超声振动，同时将雾化机构向下移，使其底部抛光垫与蓝宝石接触，从而实现蓝宝石高效率高质量的研磨动作，同时通过雾化机构进行冷却降温，控制研磨温度，确保可靠的冷却降温效果，进一步提高研磨质量。

附图说明

图1为本发明实施例蓝宝石晶体精密研磨装置的结构示意图。

图2为本发明实施例机架的结构示意图。

图3为本发明实施例研磨动作机构的结构示意图。

图4为本发明实施例研磨动作机构的剖视图。

图5为本发明实施例传动轮组的结构示意图。

图6为本发明实施例夹具的结构示意图。

图7为本发明实施例雾化机构的结构示意图。

图8为本发明实施例雾化机构的剖视图。

图9为本发明实施例雾化组件的结构示意图。

图10为本发明雾化器的剖视图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明实施例作进一步说明：

如图所示，一种蓝宝石晶体精密研磨装置，包括机架1、研磨动作机构2、雾化机构3、升降机构4、抛光垫5。

所述机架1包括固定座11以及沿固定座11周向均布的立柱12，所述研磨动作机构2与雾化机构3设置在立柱12内侧位置。

所述研磨动作机构2包括超声旋转主轴21、传动轮组22以及4组夹具23，所述传动轮组22包括底座221、外齿圈222、中心齿223、4个从动齿224、上托板225、推力轴承226。

所述底座221与机架1的立柱12固定连接，所述外齿圈222、中心齿223、从动齿224共同构成行星齿轮传动单元，并设置在底座221上，且外齿圈222被限制在各个立柱12内侧，所述上托板225放置在行星齿轮传动单元上，所述上托板225的中部与中心齿223的上端面保持接触，与从动齿224对应的位置则开设有与从动齿224相适配的开孔，所述从动齿224上端则形成有安装槽。

所述超声旋转主轴21安装在固定座11上，其上端穿过连接底座221后连接中心齿223，所述夹具23用于夹持蓝宝石等产品，其活动设置在安装槽内，所述夹具23与从动齿224之间构成轴向活动、周向限位的配合，且所述推力轴承226则设置在夹具23与上托板225之间。

其中，超声旋转主轴21为现有技术，用于传递旋转动力与高频振动，因此通过超声旋转主轴21能够带动中心齿223旋转以及振动，根据行星齿轮传动原理，中心齿223的旋转动作，能够带动4个从动齿224自转以及公转动作，从动齿224则带动夹具23及夹具23所夹持的产品同步旋转动作，同时中心齿223的高频振动能够传递给上托板225，上托板225则通过推力轴承226带动夹具23及夹具23所夹持的产品同步振动。因此，通过上述研磨动作机构2，能够带动4个薄片蓝宝石的自转、公转以及超声振动动作。当然，从动齿与夹具的数量并不局限于4个。

另外，所述夹具23采用真空吸盘，其内部形成有空腔，其上端设有若干气孔231，所述夹具23侧边设有真空泵接口232，当需要安装薄片蓝宝石时，先取出夹具23，通过真空泵接口232连接真空泵进行抽真空，利用负压将薄片蓝宝石吸附在夹具23表面，固定好薄片蓝宝石后，再将夹具23重新放入到从动齿224的安装槽内。采用真空吸附的方式，既保证薄片蓝宝石的可靠夹持，又保证薄片蓝宝石不会在夹持过程中造成损坏。

所述雾化机构3对应设置在研磨动作机构2的上方，其包括雾化组件以及依次连接的支撑环31、固定环32与顶盖33，所述顶盖33上设置有进水管331，所述雾化组件设置在固定环32内，且其下端与支撑环31限位配合；所述雾化组件包括超声振动器38、支架盘34、雾化盘35以及若干雾化器36，所述抛光垫5设置在雾化盘35底部，所述抛光垫5、支架盘34与雾化盘35均对应形成有若干均匀密布的通孔，所述雾化器36包括双曲线环状压电陶瓷361以及若干铜棒362，所述双曲线环状压电陶瓷361设置在支架盘34与雾化盘35之间，且其上下两端分别和支架盘34与雾化盘35的通孔相对应，所述铜棒362从上至下依次设置在双曲线环状压电陶瓷361内，所述超声振动器38设置在支架盘34上端中部。

其中，双曲线环状压电陶瓷361的双曲线函数为y²/25-x²/375=1。

由于雾化器36采用双曲线环状压电陶瓷361与铜棒362的配合结构，压电陶瓷是一种能够将机械能和电能相互转换的信息功能材料（压电效应），压电陶瓷除了具有压电性外，还具有介电性和弹性等性能，雾化工作时，通过顶盖33的进水管331通入冷却液，通过超声振动器38带动雾化器整体振动，由于双曲线环状压电陶瓷361的双曲线结构，当双曲线环状压电陶瓷361受到振动挤压作用时，能够形成液体与锥孔的相对运动，借助挤压力使液体雾化，即双曲线环状压电陶瓷361的振动时，其上端收缩动作能够快速吸收上端冷却液，当冷却液进入到双曲线环状压电陶瓷361内部时，配合其内部的铜棒362逐一通电，使得液体快速雾化形成雾化剂，同时双曲线环状压电陶瓷361振动时，其下端的收缩动作能够将其内部的雾化剂喷向外界空间。

进一步的，所述雾化盘35上的通孔两端开口呈锥形结构，能够达到更好的雾化喷洒效果。

另外，所述顶盖33外周连接有若干连接杆，所述立柱12上形成有纵向设置的导槽121，所述顶盖33通过连接杆与立柱12的导槽121构成上下滑动配合，同时配合所述升降机构4能够驱使雾化机构3升降动作。

其中，升降机构4可以采用电机作为动力源，然后配合传送带或者滚珠丝杆等直线传送结构，实现准确的升降动作。

上述蓝宝石晶体精密研磨装置工作时，先将薄片蓝宝石固定在夹具23上，然后通过升降机构4将雾化机构3向下移动一定距离，使抛光垫5与薄片蓝宝石接触，然后启动研磨动作机构2与雾化机构3，研磨动作机构2带动薄片蓝宝石自转、公转以及超声振动动，从而与抛光垫配合，实现高效率高质量的研磨动作，同时通过进水管331注入冷却液，冷却液通过雾化组件进行雾化后，喷洒向研磨中的薄片蓝宝石来实现冷却降温，控制研磨温度，从而确保可靠的冷却降温效果，进一步提高研磨质量。

在上述工作过程中，研磨动作机构2的超声振动同样能够通过雾化盘25传递给雾化组件，从而与超声振动器38产生共振，从而会使双曲线环状压电陶瓷361受到共振作用，达到更好的雾化效果。

另外，所述顶盖33内部形成有储水腔332，所述储水腔331上端与进水管331相连通，下端连接若干送水管333，所述送水管333与支架盘34的通孔相对应，冷却液通过进水管331后先进入储水腔332，然后通过送水管333精准的送入到支架盘34的通孔处，保证冷却液能够进入到各个双曲线环状压电陶瓷361中，避免/减少冷却液外流的问题。

所述上托板225外圈设置有高出上托板225的挡圈24，所述挡圈24上设有若干排水孔，冷却液雾化喷出后，能够通过排水孔流出，避免冷却液残留堆积。

所述支撑环31底部设置有一层抗震垫圈37，当工作时，支撑环31与挡圈24接触，减少支撑环31、固定环32、机盖33等固定不见的振动，确保整体结构更加稳定可靠。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

各位技术人员须知：虽然本发明已按照上述具体实施方式做了描述，但是本发明的发明思想并不仅限于此发明，任何运用本发明思想的改装，都将纳入本专利专利权保护范围内。

Claims (10)

1.一种蓝宝石晶体精密研磨装置，其特征在于：包括机架（1）、研磨动作机构（2）、雾化机构（3）；

所述研磨动作机构（2）安装在机架（1）上，包括超声旋转主轴（21）、传动轮组（22）以及若干夹具（23），所述超声旋转主轴（21）连接传动轮组（22），所述夹具（23）周向均布在传动轮组（22）上，并能随传动轮组（22）自转、公转及超声振动；

所述雾化机构（3）对应设置在研磨动作机构（2）的上方，所述雾化机构（3）与机架（1）上下滑动配合，并连接有驱使其上下动作的升降机构（4），所述雾化机构（3）的底部安装有抛光垫（5）。

2.根据权利要求1所述的蓝宝石晶体精密研磨装置，其特征在于：所述雾化机构（3）包括雾化组件以及依次连接的支撑环（31）、固定环（32）与顶盖（33），所述顶盖（33）上设置有进水管（331），所述雾化组件设置在固定环（32）内，且其下端与支撑环（31）限位配合；所述雾化组件包括超声振动器（38）、支架盘（34）、雾化盘（35）以及若干雾化器（36），所述抛光垫（5）设置在雾化盘（35）底部，所述抛光垫（5）、支架盘（34）与雾化盘（35）均对应形成有若干均匀密布的通孔，所述雾化器（36）包括双曲线环状压电陶瓷（361）以及若干铜棒（362），所述双曲线环状压电陶瓷（361）设置在支架盘（34）与雾化盘（35）之间，且其上下两端分别和支架盘（34）与雾化盘（35）的通孔相对应，所述铜棒（362）从上至下依次设置在双曲线环状压电陶瓷（361）内，所述超声振动器（38）设置在支架盘（34）上端。

3.根据权利要求2所述的蓝宝石晶体精密研磨装置，其特征在于：所述雾化盘（35）上的通孔两端开口呈锥形结构。

4.根据权利要求2所述的蓝宝石晶体精密研磨装置，其特征在于：所述支撑环（31）底部设置有一层抗震垫圈（37）。

5.根据权利要求2所述的蓝宝石晶体精密研磨装置，其特征在于：所述顶盖（33）内部形成有储水腔（332），所述储水腔（331）上端与进水管（331）相连通，下端连接若干送水管（333），所述送水管（333）与支架盘（34）的通孔相对应。

6.根据权利要求1所述的蓝宝石晶体精密研磨装置，其特征在于： 所述传动轮组（22）包括底座（221）、外齿圈（222）、中心齿（223）、若干从动齿（224）、上托板（225）；所述底座（221）固定在机架（1）上，所述外齿圈（222）、中心齿（223）、从动齿（224）共同构成行星齿轮传动单元，并设置在底座（221）上，所述上托板（225）放置在行星齿轮传动单元上，并开设有与从动齿（224）相适配的开孔，所述超声旋转主轴（21）穿过连接底座（221）后连接中心齿（223）；所述从动齿（224）上端形成有安装槽，所述夹具（23）设置在安装槽内，所述夹具（23）与从动齿（224）之间构成轴向活动、周向限位的配合，且所述夹具（23）与上托板（225）之间设置有推力轴承（226）。

7.根据权利要求1所述的蓝宝石晶体精密研磨装置，其特征在于：所述夹具（23）采用真空吸盘，其内部形成有空腔，其上端设有若干气孔（231），所述夹具（23）侧边设有真空泵接口（232）。

8.根据权利要求6所述的蓝宝石晶体精密研磨装置，其特征在于：所述上托板（225）外圈设置有高出上托板（225）的挡圈（24），所述挡圈（24）上设有若干排水孔。

9.根据权利要求1所述的蓝宝石晶体精密研磨装置，其特征在于：所述机架（1）包括固定座（11）以及沿固定座（11）周向均布的立柱（12），所述研磨动作机构（2）与雾化机构（3）设置在立柱（12）内侧；所述立柱（12）上形成有导槽（121），所述雾化机构（3）设有与导槽（121）适配的连接杆。

10.根据权利要求2所述的蓝宝石晶体精密研磨装置，其特征在于：双曲线环状压电陶瓷（361）的双曲线函数为y²/25-x²/375=1。

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