全等厚藍寶石半球、超半球整流罩的加工方法及加工設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及光學加工領(lǐng)域，具體而言，涉及一種全等厚藍寶石半球、超半球整流罩的加工方法及加工設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著現(xiàn)代科學技術(shù)的發(fā)展，具有各種優(yōu)良性質(zhì)的非金屬材料在紅外技術(shù)領(lǐng)域得到了廣泛的應用。藍寶石單晶體材料硬度高(莫氏硬度為9)，具有良好的光學性能和抗腐蝕性，材料耐熱，因此常被用來作為紅外空空導彈、衛(wèi)星火箭等的整流罩。
[0003]由于藍寶石材質(zhì)的特殊性，采用機械加工的方法加工藍寶石材料是非常困難的?，F(xiàn)有的工藝技術(shù)不能夠生產(chǎn)出全等厚的藍寶石半球及超半球整流罩。這樣在應用的過程中，由于存在厚度上的誤差公差，這樣火箭，衛(wèi)星，導彈等在制導過程中就會失之毫厘，謬以千里。
[0004]有鑒于此，特提出本發(fā)明。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的第一目的在于提供一種全等厚藍寶石半球、超半球整流罩的加工方法，所述的加工方法磨削效率高，有利于改善工件的表面粗糙度。
[0006]本發(fā)明的第二目的在于提供一種全等厚藍寶石半球、超半球整流罩的加工設(shè)備，所述的加工設(shè)備機械化程度高，生產(chǎn)整流罩的效率高。
[0007]為了實現(xiàn)本發(fā)明的上述目的，特采用以下技術(shù)方案:
[0008]全等厚藍寶石半球、超半球整流罩的加工方法，包括下列步驟:
[0009]取藍寶石，先用銑磨機撈球成型，得到預設(shè)形狀的整流罩，再經(jīng)過精磨、拋光，得到成品；
[0010]其中，用銑磨機撈球成型時，砂輪的轉(zhuǎn)速為4000r/min以上，施加的壓力為60-90N。[0011 ]與傳統(tǒng)的加工方法相比，本發(fā)明的上述方法首先提高了銑磨時砂輪的轉(zhuǎn)速，從而提高了砂輪邊緣的線速度，磨削效率更高，工件表面粗糙度也更小;其次提高了銑磨時的壓力，因此進一步提高了磨削效率，降低了工件表面的粗糙度。
[0012]由此可見，上述加工方法磨削效率高，生產(chǎn)周期短，而且制得的整流罩表面粗糙度小，用于火箭、衛(wèi)星、導彈等領(lǐng)域性能更優(yōu)異。
[0013]優(yōu)選地，用銑磨機撈球成型時，在工件的凸面上加工出一個凸起部。
[0014]該凸起部是方便后續(xù)加工中的定位。
[0015]優(yōu)選地，用銑磨機撈球成型時，砂輪軸與工件軸交叉呈25-35°。
[0016]這樣，砂輪的切削刃口在工件表面上的磨削軌跡的包絡面為一球面，加工出的整流罩的球面更規(guī)則，曲面更平滑。
[0017]優(yōu)選地，所述精磨采用金剛石丸片。
[0018]金剛石丸片的硬度大，這樣會大幅度提升生產(chǎn)率。
[0019]優(yōu)選地，所述金剛石丸片按照余弦規(guī)律排列在所述精磨的磨具上。
[0020]按照余弦磨耗規(guī)律排列丸片可以得到光滑度最理想的磨具。
[0021]優(yōu)選地，所述金剛石丸片中金剛石的重量比為45-55%。
[0022]濃度的提高，磨削效率也在提高，但是如果濃度太大，超過55%，結(jié)合劑把持力不夠，金剛石顆粒沒有磨鈍就掉了，磨具的磨耗大。綜合考慮磨削效率與表面粗糙度，45-55%重量比為最佳。
[0023]優(yōu)選地，所述精磨分三道進行，第一道所用的金剛石丸片型號為W28或W20，第二道所用的金剛石丸片型號為W14，第三道所用的金剛石丸片型號為W3.5。
[0024]通過三道精磨反復磨削整流罩表面的不平整，能獲得更高質(zhì)量的工件，并且以下述型號為佳:第一道所用的金剛石丸片型號為W28或W20，第二道所用的金剛石丸片型號為W14，第三道所用的金剛石丸片型號為W3.5。
[0025]優(yōu)選地，所述拋光分高拋和低拋依次進行，所述高拋采用三氧化二鋁拋光液，所述低拋采用氧化鈰拋光液。
[0026]高拋主要是去除前道工序留下的突出部分，低拋修復面形。綜合考慮拋光粉的硬度及拋光效率，選取三氧化二鋁拋光粉作為高拋階段的輔料。在低拋階段考慮到修復球罩的整個面形等，因此選用氧化鈰作為拋光輔料。關(guān)于拋光液的濃度，在濃度為0-25%之間拋光效率明顯增強，但是濃度高于27%之后拋光效率開始下降，并且成品帶有明顯的拋光工序的劃痕等，這是因為濃度過高拋光粉不溶于水中，成粉末狀粘貼在球罩表面。
[0027]全等厚藍寶石半球、超半球整流罩的加工設(shè)備，包括凹面模具和凸面模具，以及通過輸送帶依次連接的球面銑磨機、高速精磨機、拋光機。
[0028]上述設(shè)備中的三個機器均由輸送帶連接起來，避免人工轉(zhuǎn)送工件的麻煩，不僅節(jié)省了人力成本，還提高了生產(chǎn)效率。另外，相比普通的精磨機，高速精磨機磨削效率更高。
[0029]用該設(shè)備加工整流罩的流程為:取藍寶石，先用球面銑磨機撈球成型，得到預設(shè)形狀的整流罩，再用高速精磨機結(jié)合凹面模具和凸面模具進行精磨，最后用拋光機拋光，即得成品。
[0030]優(yōu)選地，所述凹面模具和凸面模具均為砂模模具。
[0031]這樣更易控制成品的質(zhì)量。
[0032]優(yōu)選地，所述凹面模具的凹面設(shè)有凹槽。
[0033]凹槽是為了方便工件的定位。
[0034]優(yōu)選地，所述精磨機包含磨具，所述磨具的表面按余弦規(guī)律排列有金剛石丸片。
[0035]按照余弦磨耗規(guī)律排列丸片可以得到光滑度最理想的磨具。
[0036]優(yōu)選地，所述高速精磨機為單軸研磨機。
[0037]單軸研磨機的磨削效率高，過程更可控。
[0038]優(yōu)選地，所述球面銑磨機中的電機為變速電機。
[0039]加工過程中需要根據(jù)實際磨削情況調(diào)整轉(zhuǎn)速，此時采用變速電機，可以降低對設(shè)備的損害，冋時降低能耗。
[0040]優(yōu)選地，所述凹面模具和凸面模具上均設(shè)有多個用于添加磨料的通孔。
[0041]傳統(tǒng)的加工設(shè)備中，磨料時需停機將模具從零件上取下，將金剛砂添加到零件中部，然后再將模具放在零件上進行加工，精磨模具與零件因剛添加金剛砂，磨料層較厚，砂粒在模具與零件之間滾動，磨削力下降，直至磨料層均勻，厚度減少，磨削力增加。這樣需要多個周期才能完成凸面的精磨。由于多次將精磨模具放上取下，增加了與零件碰撞的機會，這樣對零件是不利的。通過在模具上設(shè)置多個通孔，磨料能夠順利地通過小孔流到模具與零件之間，料孔的大小、位置及角度可以用實驗的方法確定。
[0042 ] 優(yōu)選地，所述通孔對稱設(shè)置，保證工件各處磨削的均勻性。
[0043]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為:
[0044](I)改進整流罩加工中銑磨成型的工藝條件(轉(zhuǎn)速、壓力等)，從第一關(guān)就改善了磨削效率和工件表面粗糙度，從而既降低了后面工序的難度，又從整體上提高了整流罩的質(zhì)量。
[0045](2)在工件的凸面上加工出一個凸起部，用于定位，提高生產(chǎn)效率。
[0046](3)優(yōu)化了銑磨砂輪軸與工件軸的角度、精磨模具的材質(zhì)和磨料分布方式，優(yōu)化了拋光的工作條件，從加工工藝中的每個細節(jié)著手，整體上改善整流罩的質(zhì)量，提高工作效率。
[0047](4)自制砂模模具，實現(xiàn)了更高精度的質(zhì)量控制。
[0048](5)改進了模具的機械構(gòu)造，增設(shè)了輸送磨料的通孔，從而避免了反復拆裝模具時對工件的損傷。
【附圖說明】
[0049]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，以下將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹。
[0050]圖1為實施例1提供的銑磨的流程圖；
[0051]圖2為本發(fā)明提供的全等厚藍寶石半球、超半球整流罩的加工設(shè)備的模型圖；
[0052]圖3為本發(fā)明提供的凹面模具的結(jié)構(gòu)圖。
【具體實施方式】
[0053]下面將結(jié)合實施例對本發(fā)明的實施方案進行詳細描述，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將會理解，下列實施例僅用于說明本發(fā)明，而不應視為限制本發(fā)明的范圍。實施例中未注明具體條件者，按照常規(guī)條件或制造商建議的條件進行。所用試劑或儀器未注明生產(chǎn)廠商者，均為可以通過市售購買獲得的常規(guī)產(chǎn)品。
[0054]實施例1
[0055]全等厚藍寶石半球整流罩的加工方法:
[0056]撈球成型:取藍寶石，先用銑磨機撈球成型，得到預設(shè)形狀的整流罩，工況為:砂輪的轉(zhuǎn)速為4000r/min以上，施加的壓力為90N，砂輪軸與工件軸交叉呈30°，為了磨出一個完整的球面，砂輪邊緣的圓角中心必須對準工件轉(zhuǎn)軸，否則，工件中心將由于磨削不到而出現(xiàn)凸臺，同時，砂輪直徑應足夠大，必須探出于工件邊緣。以上撈球成型的流程如圖1所示。
[0057]精磨:磨料為金剛