專(zhuān)利名稱(chēng)：高精度數(shù)控銑磨機(jī)中的柱面透鏡銑磨機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種高精度數(shù)控銑磨機(jī)中的柱面透鏡銑磨機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)使得高精度數(shù)控銑磨機(jī)成為一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的柱面透鏡銑磨專(zhuān)用設(shè)備，并且，能夠一次成盤(pán)地加工若干塊柱面透鏡，屬于光學(xué)冷加工技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
光學(xué)柱面透鏡在各種光學(xué)測(cè)量?jī)x器以及激光應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域發(fā)揮重要作用，尤其隨著激光應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域的快速發(fā)展，光學(xué)柱面透鏡市場(chǎng)需求量大幅上升。在與光學(xué)柱面透鏡制造有關(guān)的光學(xué)冷加工技術(shù)領(lǐng)域中，出現(xiàn)了一些非手工的光學(xué)柱面透鏡加工方法和設(shè)備，如數(shù)控非球面加工設(shè)備，采用軌跡加工方法，球形金剛石磨頭安裝在磨削桿前端，磨削桿以4000 5000prm的轉(zhuǎn)速自傳，同時(shí)緩慢擺動(dòng)，圓形非球面透鏡工件安裝在工件座上，工件座安裝在三維傳動(dòng)臺(tái)上，工件隨工件座旋轉(zhuǎn)，同時(shí)隨三維傳動(dòng)臺(tái)移動(dòng)。在加工過(guò)程中球形金剛石磨頭與工件被加工表面點(diǎn)接觸，工件的運(yùn)動(dòng)與球形金剛石磨頭的運(yùn)動(dòng)疊加，實(shí)現(xiàn)空間軌跡加工，能夠加工各種空間曲面。然而，該方案所涉及到的設(shè)備結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜，價(jià)格也很十分昂貴。球形金剛石磨頭本身與工件的接觸點(diǎn)較為集中，使得球形金剛石磨頭易磨損，需頻繁更換。理論上該方案適用于柱面，實(shí)際上如果用于柱面加工，加工效率勢(shì)必非常低，如難以成盤(pán)加工，也造成設(shè)備浪費(fèi)。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提出一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、專(zhuān)門(mén)用于柱面透鏡加工的裝置，具有耐用的磨頭，并且，能夠批量加工，為此我們發(fā)明了一種高精度數(shù)控銑磨機(jī)中的柱面透鏡銑磨機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)使得高精度數(shù)控銑磨機(jī)成為一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的柱面透鏡銑磨專(zhuān)用設(shè)備，并且，能夠一次成盤(pán)地加工若干塊柱面透鏡，其磨頭參與磨削的工作面遍及磨頭的全部金剛石磨料層，使得磨頭十分耐用，不僅提高加工效率，如無(wú)需頻繁更換磨頭、單位時(shí)間磨削量大，而且降低加工成本。本實(shí)用新型之高精度數(shù)控銑磨機(jī)中的柱面透鏡銑磨機(jī)構(gòu)金剛石磨頭位于三維傳動(dòng)臺(tái)上方，其特征在于，金剛石磨頭I為圓盤(pán)狀，圓盤(pán)狀金剛石磨頭I的圓周端面為圓弧曲面，所述圓周半徑為T(mén)1，所述圓弧曲率半徑為r2 ;見(jiàn)圖I、圖2所示，所述圓弧曲面表面粘附金剛石磨料層2 ;金剛石磨頭I的轉(zhuǎn)軸3由龍門(mén)支架4支撐,轉(zhuǎn)軸3沿三維傳動(dòng)臺(tái)5的y軸運(yùn)動(dòng)方向分布。本實(shí)用新型其技術(shù)效果在于，直接將待加工條狀工件6固定在三維傳動(dòng)臺(tái)5上，見(jiàn)圖I、圖2所示，條狀工件6的長(zhǎng)度I方向、寬度w方向、高度h方向分別與三維傳動(dòng)臺(tái)5的X軸運(yùn)動(dòng)方向、y軸運(yùn)動(dòng)方向、z軸運(yùn)動(dòng)方向同向。由高精度數(shù)控統(tǒng)磨機(jī)的數(shù)控機(jī)構(gòu)控制三維傳動(dòng)臺(tái)5的運(yùn)動(dòng)，與圓盤(pán)狀金剛石磨頭I的高速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)合成，即可在條狀工件6上表面加工出凹柱面或者凸柱面，見(jiàn)圖2、圖3所示。本實(shí)用新型的效果尤其表現(xiàn)在采用龍門(mén)臥韋先方式加工，當(dāng)三維傳動(dòng)臺(tái)5在y軸運(yùn)動(dòng)方向、z軸運(yùn)動(dòng)方向調(diào)整完畢后,只在X軸運(yùn)動(dòng)方向進(jìn)行單一方向長(zhǎng)距離移動(dòng)，實(shí)際上是沿待加工柱面母線(xiàn)方向銑磨，使得三維傳動(dòng)臺(tái)5的數(shù)控易于實(shí)現(xiàn)，金剛石磨頭I需要回刀時(shí)，三維傳動(dòng)臺(tái)5先在y軸運(yùn)動(dòng)方向、z軸運(yùn)動(dòng)方向上稍作調(diào)整，之后從另一個(gè)角度講，金剛石磨頭I再相對(duì)于三維傳動(dòng)臺(tái)5長(zhǎng)距離移動(dòng)磨削，圓盤(pán)狀金剛石磨頭I的旋轉(zhuǎn)速度能夠達(dá)到5000 lOOOOrpm。在此期間圓盤(pán)狀金剛石磨頭I的圓周端面上的金剛石磨料層2能夠全部且均勻地參與磨削，使得磨頭十分耐用，不僅提高加工效率，如無(wú)需頻繁更換磨頭、單位時(shí)間磨削量大，而且降低加工成本。條狀工件6的長(zhǎng)度I、寬度W、高度h的最大尺寸分別達(dá)到350mm、240mm、150mm,而最終的柱面透鏡成品尺寸如長(zhǎng)度尺寸通常為30mm，不論是由長(zhǎng)度為30mm的多個(gè)待加工工件粘接成條狀工件6，還是長(zhǎng)度為350mm的條狀工件6在銑磨加工后再切割成長(zhǎng)度為30mm的多個(gè)柱面透鏡，其效果都表現(xiàn)為成盤(pán)多件一并加工，因此，不僅提高加工效率，而且加工精度一致。本實(shí)用新型的僅僅由金剛石磨頭I、轉(zhuǎn)軸3、龍門(mén)支架4、三維傳動(dòng)臺(tái)5組成，這使得該機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，所獲得的柱面透鏡銑磨專(zhuān)用設(shè)備成本大幅降低，同時(shí)能夠滿(mǎn)足柱面透鏡的批量加工。

圖I是本實(shí)用新型之機(jī)構(gòu)及加工凹柱面工況主視示意圖。圖2是本實(shí)用新型之機(jī)構(gòu)及加工凹柱面工況右視示意圖，該圖同時(shí)作為摘要附圖。圖3是本實(shí)用新型之機(jī)構(gòu)及加工凸柱面工況右視示意圖。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型之高精度數(shù)控銑磨機(jī)中的柱面透鏡銑磨機(jī)構(gòu)金剛石磨頭位于三維傳動(dòng)臺(tái)上方，金剛石磨頭I為圓盤(pán)狀，圓盤(pán)狀金剛石磨頭I的圓周端面為圓弧曲面，所述圓周半徑為r1; Γι = 75 IOOmm ;圓盤(pán)狀金剛石磨頭I的圓盤(pán)厚度t小于待加工條狀工件6的寬度w，見(jiàn)圖2所示。所述圓弧曲率半徑為r2，r2小于待加工柱面曲率半徑R。見(jiàn)圖I、圖2所示，所述圓弧曲面表面粘附金剛石磨料層2。金剛石磨頭I的轉(zhuǎn)軸3由龍門(mén)支架4支撐，轉(zhuǎn)軸3沿三維傳動(dòng)臺(tái)5的y軸運(yùn)動(dòng)方向分布。轉(zhuǎn)軸3的動(dòng)力源為高速變頻電機(jī)，轉(zhuǎn)軸3的轉(zhuǎn)速為5000 lOOOOrpm。三維傳動(dòng)臺(tái)5在x軸運(yùn)動(dòng)方向、y軸運(yùn)動(dòng)方向、z軸運(yùn)動(dòng)方向的運(yùn)動(dòng)距離分別大于350mm、240mm、150mm,重復(fù)定位精度小于0. 01mm。
權(quán)利要求1.一種高精度數(shù)控銑磨機(jī)中的柱面透鏡銑磨機(jī)構(gòu)，金剛石磨頭位于三維傳動(dòng)臺(tái)上方，其特征在于，金剛石磨頭(I)為圓盤(pán)狀，圓盤(pán)狀金剛石磨頭(I)的圓周端面為圓弧曲面，所述圓周半徑為A，所述圓弧曲率半徑為r2;所述圓弧曲面表面粘附金剛石磨料層(2);金剛石磨頭⑴的轉(zhuǎn)軸⑶由龍門(mén)支架⑷支撐，轉(zhuǎn)軸⑶沿三維傳動(dòng)臺(tái)(5)的y軸運(yùn)動(dòng)方向分布。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高精度數(shù)控銑磨機(jī)中的柱面透鏡銑磨機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述圓周半徑η = 75 100mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高精度數(shù)控銑磨機(jī)中的柱面透鏡銑磨機(jī)構(gòu)，其特征在于，轉(zhuǎn)軸(3)的動(dòng)力源為高速變頻電機(jī)。
專(zhuān)利摘要高精度數(shù)控銑磨機(jī)中的柱面透鏡銑磨機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)使得高精度數(shù)控銑磨機(jī)成為一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的柱面透鏡銑磨專(zhuān)用設(shè)備，并且，能夠一次成盤(pán)地加工若干塊柱面透鏡，屬于光學(xué)冷加工技術(shù)領(lǐng)域。現(xiàn)有技術(shù)設(shè)備結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜，價(jià)格也很十分昂貴，加工效率低，用于加工簡(jiǎn)單的柱面透鏡造成設(shè)備浪費(fèi)。本實(shí)用新型之高精度數(shù)控銑磨機(jī)中的柱面透鏡銑磨機(jī)構(gòu)金剛石磨頭位于三維傳動(dòng)臺(tái)上方，其特征在于，金剛石磨頭為圓盤(pán)狀，圓盤(pán)狀金剛石磨頭的圓周端面為圓弧曲面，所述圓周半徑為r1，所述圓弧曲率半徑為r2；所述圓弧曲面表面粘附金剛石磨料層；金剛石磨頭的轉(zhuǎn)軸由龍門(mén)支架支撐，轉(zhuǎn)軸沿三維傳動(dòng)臺(tái)的y軸運(yùn)動(dòng)方向分布。用于包括凹柱面、凸柱面在內(nèi)的柱面透鏡的銑磨加工。
文檔編號(hào)B24B13/06GK202726678SQ20122042173
公開(kāi)日2013年2月13日 申請(qǐng)日期2012年8月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月24日
發(fā)明者王春勝, 王虹凱 申請(qǐng)人:長(zhǎng)春市金龍光電科技有限責(zé)任公司