專利名稱：非球面加工設(shè)備及加工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及非球面加工技術(shù)領(lǐng)域，特別來(lái)說(shuō)，是指一種非球面加工設(shè)備以及采用該非球面加工設(shè)備加工非球面的方法。
背景技術(shù)：
目前，國(guó)內(nèi)外非球面加工主要采用的生產(chǎn)方法是壓模法，通過(guò)壓膜法加工非球面玻璃，首先必需要有大型的熱模壓機(jī)床等一系列配套設(shè)施，另外必需要有超精密模具加工能力。這種加工方法，生產(chǎn)費(fèi)用昂貴，不適合于中小批量生產(chǎn)。由于玻璃材料的光學(xué)特性和熱脹冷縮作用，生產(chǎn)的非球面玻璃表面光潔度及面型均不完美。其次，國(guó)內(nèi)很多廠家及大專院校也試驗(yàn)用數(shù)控加工機(jī)床改造來(lái)生產(chǎn)非球面，但光
學(xué)玻璃及非金屬材料硬度高、脆性大、導(dǎo)熱性慢易碎且對(duì)金剛石砂輪磨損大，不易控制，增加了生產(chǎn)成本,且效率低下。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提出一種非球面加工設(shè)備及加工方法，其解決了現(xiàn)有技術(shù)中非球面加工設(shè)備及加工方法加工精度低、成本高以及加工效率低下的技術(shù)問(wèn)題。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為一種非球面加工設(shè)備，包括數(shù)控磨床，所述數(shù)控磨床的主軸上裝有真空夾裝吸盤(pán)，其中所述磨床的磨輪為圓柱筒形磨輪，所述磨輪具有兩個(gè)端腳，所述磨輪的兩個(gè)端腳分別通過(guò)鉸鏈連接有第一連桿和第二連桿，第一連桿與第二連桿通過(guò)鉸鏈相互連接；所述數(shù)控磨床還包括有分度盤(pán)，第一連桿與第二連桿鉸鏈連接的銷軸以及第二連桿與磨輪端腳鉸鏈連接的銷軸均安裝于分度盤(pán)上，即分度盤(pán)上開(kāi)有弧形凹槽，第一連桿與第二連桿之間的鉸鏈銷軸及第二連桿與磨輪端腳之間的鉸鏈銷軸均延伸至弧形凹槽中，轉(zhuǎn)動(dòng)分度盤(pán)可以調(diào)整磨輪的傾斜角度。優(yōu)選地，所述第一連桿與第二連桿均為套桿內(nèi)絲伸縮螺桿，通過(guò)調(diào)整第一連桿與第二連桿的長(zhǎng)度可以對(duì)圓柱筒形磨輪的傾斜角度進(jìn)行微調(diào)。優(yōu)選地，所述分度盤(pán)為扇形分度盤(pán)。本發(fā)明還提供一種用上述非球面加工設(shè)備加工非球面的方法，該加工方法包括以下步驟a、將工件安裝于真空夾裝吸盤(pán)上，將圓柱筒形磨輪通過(guò)第一連桿及第二連桿安裝于分度盤(pán)上；b、設(shè)置工件的加工參數(shù)，轉(zhuǎn)動(dòng)分度盤(pán)調(diào)節(jié)圓柱筒形磨輪與工件的傾斜角度，啟動(dòng)數(shù)控磨床，工件旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，圓柱筒形磨輪對(duì)工件進(jìn)行磨削，通過(guò)圓柱筒形磨輪內(nèi)孔中噴出的切削液冷卻潤(rùn)滑；C、對(duì)工件進(jìn)行拋光處理。優(yōu)選地，在步驟b中，通過(guò)調(diào)節(jié)第一連桿與第二連桿的長(zhǎng)度對(duì)圓柱筒形磨輪的傾斜角度進(jìn)行微調(diào)。
優(yōu)選地，在加工光學(xué)玻璃及其他非金屬材料的非球面之前，運(yùn)用精密數(shù)控磨床加工出一個(gè)金屬材質(zhì)的工件，該工件用于測(cè)量、比對(duì)光學(xué)玻璃及其他非金屬材料工件的加工精度。采用該發(fā)明的非球面加工設(shè)備，通過(guò)運(yùn)用橢圓原理，即圓柱筒形磨輪在任何角度斜切時(shí)，所切出的工件總是一個(gè)橢圓形，根據(jù)工件的尺寸加工要求，設(shè)定加工的工藝參數(shù)即可實(shí)現(xiàn)非球面光學(xué)玻璃的加工。根據(jù)加工需要確定圓柱筒形磨輪的外徑以及內(nèi)孔徑，確定磨輪的轉(zhuǎn)速進(jìn)行加工即可。并且，本發(fā)明的非 球面加工設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，只需對(duì)數(shù)控磨床進(jìn)行改造，成本低。位于磨輪上的內(nèi)孔既能夠滿足工件形狀加工需要，同時(shí)可以更好地對(duì)磨輪冷卻，有效保護(hù)磨輪且保證了加工精度。采用該設(shè)備加工非球面，工藝簡(jiǎn)單，且能夠滿足不同非球面的加工需要。


為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖I為本發(fā)明中非球面加工設(shè)備。圖中，I、主軸；2、真空夾裝吸盤(pán)；3、工件；4、內(nèi)孔；5、磨輪；6、端腳；7、弧形凹槽；8、分度盤(pán)；9、第一連桿；10、銷軸；11、第二連桿。
具體實(shí)施例方式下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。本發(fā)明利用圓柱體呈任何傾斜角度切削時(shí)，其截面總是一個(gè)橢圓形。因此，在進(jìn)行非球面加工時(shí)，可以選用圓柱筒形磨輪5作為刀具并將圓柱筒形磨輪5與工件3傾斜設(shè)置，這樣通過(guò)圓柱筒形磨輪5的往復(fù)運(yùn)動(dòng)即可加工出非球面。本發(fā)明的非球面加工設(shè)備包括數(shù)控磨床(圖中未全部示出)，數(shù)控磨床的主軸I上裝有真空夾裝吸盤(pán)2，真空夾裝吸盤(pán)2上裝有工件3。本發(fā)明圓柱筒形磨輪5的端部設(shè)有端腳6，磨輪5通過(guò)其端腳6上的連桿連接有分度盤(pán)8。圖中所示的磨輪具有兩個(gè)端腳6，兩個(gè)端腳6上分別連接有第一連桿9及第二連桿11，第一連桿9與第二連桿11相互連接，兩個(gè)端腳6與第一連桿9及第二連桿11之間、第一連桿9與第二連桿11之間均形成鉸鏈連接。第一連桿9與第二連桿11之間以及第二連桿11與磨輪的一個(gè)端腳6均通過(guò)鉸鏈安裝在分度盤(pán)8上，即分度盤(pán)8上開(kāi)有弧形凹槽7，第一連桿9與第二連桿11之間的鉸鏈銷軸10及第二連桿11與圓柱筒形磨輪5 —端腳之間的鉸鏈銷軸(圖中所示下端的鉸鏈銷軸)均延伸至弧形凹槽7中，轉(zhuǎn)動(dòng)分度盤(pán)8可以調(diào)整磨輪5與工件3的傾斜角度。第一連桿9與第二連桿11均采用套桿內(nèi)絲伸縮螺桿，其上帶有刻度，可以通過(guò)內(nèi)部的螺紋旋轉(zhuǎn)來(lái)調(diào)節(jié)長(zhǎng)度以滿足不同角度的磨輪調(diào)節(jié)需要，即通過(guò)調(diào)節(jié)第一連桿9與第二連桿11之間的長(zhǎng)度比例實(shí)現(xiàn)對(duì)磨輪傾斜角度的微調(diào)。分度盤(pán)8選擇為扇形分度盤(pán)，該扇形面約為半個(gè)圓大小，以便于旋轉(zhuǎn)分度盤(pán)8調(diào)節(jié)磨輪5與工件3的傾斜角度以及用于磨輪5的安裝。本發(fā)明的這種結(jié)構(gòu)，磨輪5的兩個(gè)端腳6與第一連桿9及第二連桿11構(gòu)成連桿機(jī)構(gòu)，轉(zhuǎn)動(dòng)分度盤(pán)8以及調(diào)節(jié)連桿與磨輪5的相對(duì)位置，可以調(diào)節(jié)磨輪5的傾斜角度，以滿足不同非球面(如常見(jiàn)的橢球面等)的加工需要。通過(guò)調(diào)節(jié)第一連桿9與第二連桿11的長(zhǎng)度比例可以對(duì)磨輪5的傾斜角度進(jìn)行微調(diào)。圓柱筒形磨輪5內(nèi)孔4，圖中所示內(nèi)孔4位于圓柱筒形磨輪5的中心位置，起到工件3成型以及為圓柱筒形磨輪5降溫及潤(rùn)滑作用。本發(fā)明還提供一種用上述非球面加工設(shè)備加工非球面的方法，該加工方法包括以下步驟
a、將工件3安裝于真空夾裝吸盤(pán)2上，將圓柱筒形磨輪5通過(guò)第一連桿9及第二連桿11安裝于分度盤(pán)8上；b、設(shè)置工件的加工參數(shù)，轉(zhuǎn)動(dòng)分度盤(pán)8調(diào)節(jié)圓柱筒形磨輪5與工件3的傾斜角度，啟動(dòng)數(shù)控磨床，工件3旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，圓柱筒形磨輪5對(duì)工件3進(jìn)行磨削，通過(guò)圓柱筒形磨輪內(nèi)孔4中噴出的切削液冷卻潤(rùn)滑；C、對(duì)工件3進(jìn)行拋光處理。在步驟b中，通過(guò)調(diào)節(jié)第一連桿9與第二連桿11的長(zhǎng)度對(duì)圓柱筒形磨輪5的傾斜角度進(jìn)行微調(diào)。同時(shí)，本發(fā)明還可以在采用本非球面加工設(shè)備對(duì)光學(xué)玻璃及其他非金屬材料的非球面進(jìn)行加工之前，運(yùn)用精密數(shù)控磨床加工出一個(gè)金屬材質(zhì)的工件，該工件用于測(cè)量、比對(duì)光學(xué)玻璃及其他非金屬材料的加工精度。金屬材質(zhì)的非球面與光學(xué)玻璃及其他非金屬材料的非球面加工存在不同，金屬材料的脆性及硬度不如光學(xué)玻璃等常用材料大，因此其加工更為方便。運(yùn)用此原理，在加工光學(xué)玻璃的非球面之前，采用精密數(shù)控磨床加工出一個(gè)金屬非球面工件，用于與光學(xué)玻璃材質(zhì)的非球面工件進(jìn)行比對(duì)、測(cè)量，以符合加工要求。使用時(shí)，將工件3安裝于真空夾裝吸盤(pán)2上，根據(jù)工件3大小及加工參數(shù)要求選擇適當(dāng)直徑大小(包括外徑及內(nèi)孔徑)的圓柱筒形磨輪5。啟動(dòng)機(jī)床，主軸I旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，磨輪5對(duì)工件進(jìn)行磨削加工，在磨削一段時(shí)間后根據(jù)加工件要求，旋轉(zhuǎn)分度盤(pán)8對(duì)磨輪5與工件3之間的傾斜角度進(jìn)行調(diào)節(jié)，通過(guò)調(diào)節(jié)第一連桿9與第二連桿11的長(zhǎng)度可以對(duì)磨輪5角度進(jìn)行調(diào)整。針對(duì)磨輪高速運(yùn)轉(zhuǎn)中所產(chǎn)生的熱量，加工過(guò)程中，位于磨輪5中間的內(nèi)孔4噴出冷卻液進(jìn)行冷卻潤(rùn)滑，保證了冷卻效果。以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說(shuō)明書(shū)中描述的只是說(shuō)明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書(shū)及其等效物界定。
權(quán)利要求
1.一種非球面加工設(shè)備，包括數(shù)控磨床，所述數(shù)控磨床的主軸上裝有真空夾裝吸盤(pán)，其特征在于所述磨床的磨輪為圓柱筒形磨輪，所述磨輪具有兩個(gè)端腳，所述磨輪的兩個(gè)端腳分別通過(guò)鉸鏈連接有第一連桿和第二連桿，第一連桿與第二連桿通過(guò)鉸鏈相互連接；所述數(shù)控磨床還包括有分度盤(pán)，第一連桿與第二連桿鉸鏈連接的銷軸以及第二連桿與磨輪端腳鉸鏈連接的銷軸均安裝于分度盤(pán)上，即分度盤(pán)上開(kāi)有弧形凹槽，第一連桿與第二連桿之間的鉸鏈銷軸及第二連桿與磨輪端腳之間的鉸鏈銷軸均延伸至弧形凹槽中，轉(zhuǎn)動(dòng)分度盤(pán)可以調(diào)整磨輪的傾斜角度。
2.按照權(quán)利要求I所述的非球面加工設(shè)備，其特征在于所述第一連桿與第二連桿均為套桿內(nèi)絲伸縮螺桿，通過(guò)調(diào)整第一連桿與第二連桿的長(zhǎng)度可以對(duì)圓柱筒形磨輪的傾斜角度進(jìn)行微調(diào)。
3.按照權(quán)利要求I或2所述的非球面加工設(shè)備，其特征在于所述分度盤(pán)為扇形分度盤(pán)。
4.一種使用權(quán)利要求I所述加工設(shè)備加工非球面的方法，其特征在于該加工方法包括以下步驟 a、將工件安裝于真空夾裝吸盤(pán)上，將圓柱筒形磨輪通過(guò)第一連桿及第二連桿安裝于分度盤(pán)上； b、設(shè)置工件的加工參數(shù)，轉(zhuǎn)動(dòng)分度盤(pán)調(diào)節(jié)圓柱筒形磨輪與工件的傾斜角度，啟動(dòng)數(shù)控磨床，工件旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，圓柱筒形磨輪對(duì)工件進(jìn)行磨削，通過(guò)圓柱筒形磨輪內(nèi)孔中噴出的切削液冷卻潤(rùn)滑； c、對(duì)工件進(jìn)行拋光處理。
5.按照權(quán)利要求4所述加工非球面的方法，其特征在于在步驟b中，通過(guò)調(diào)節(jié)第一連桿與第二連桿的長(zhǎng)度對(duì)圓柱筒形磨輪的傾斜角度進(jìn)行微調(diào)。
6.按照權(quán)利要求4或5所述加工非球面的方法，其特征在于在加工光學(xué)玻璃及其他非金屬材料的非球面之前，運(yùn)用精密數(shù)控磨床加工出一個(gè)金屬材質(zhì)的工件，該工件用于測(cè)量、比對(duì)光學(xué)玻璃及其他非金屬材料工件的加工精度。
全文摘要
本發(fā)明提出了一種非球面加工設(shè)備，包括數(shù)控磨床，所述數(shù)控磨床的主軸上裝有真空夾裝吸盤(pán)，其中所述磨床的磨輪為圓柱筒形磨輪，所述磨輪具有兩個(gè)端腳，所述數(shù)控磨床還包括有分度盤(pán)，所述磨輪的兩個(gè)端腳通過(guò)連桿機(jī)構(gòu)與分度盤(pán)連接，轉(zhuǎn)動(dòng)分度盤(pán)時(shí)，可以調(diào)節(jié)磨輪的傾斜角度；本發(fā)明還提出了一種加工非球面的方法將工件安裝于真空夾裝吸盤(pán)上，將圓柱筒形磨輪通過(guò)連桿機(jī)構(gòu)固定安裝于分度盤(pán)上；設(shè)置工件的加工參數(shù)，轉(zhuǎn)動(dòng)分度盤(pán)調(diào)節(jié)圓柱筒形磨輪與工件的傾斜角度，啟動(dòng)數(shù)控磨床，工件旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，圓柱筒形磨輪對(duì)工件進(jìn)行磨削，通過(guò)切削液冷卻潤(rùn)滑；對(duì)工件進(jìn)行拋光處理。采用該發(fā)明，降低了加工成本且能保證加工效率。
文檔編號(hào)B24B19/00GK102896568SQ201210336709
公開(kāi)日2013年1月30日 申請(qǐng)日期2012年9月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月12日
發(fā)明者蔡志明 申請(qǐng)人:常州市佳明光電元件有限公司