高精度數控銑磨機中的柱面透鏡銑磨機構的製作方法

2023-12-11 13:10:12 1

專利名稱：高精度數控銑磨機中的柱面透鏡銑磨機構的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種高精度數控銑磨機中的柱面透鏡銑磨機構，該機構使得高精度數控銑磨機成為一種結構簡單的柱面透鏡銑磨專用設備，並且，能夠一次成盤地加工若干塊柱面透鏡，屬於光學冷加工技術領域。
背景技術：
光學柱面透鏡在各種光學測量儀器以及雷射應用技術領域發揮重要作用，尤其隨著雷射應用技術領域的快速發展，光學柱面透鏡市場需求量大幅上升。在與光學柱面透鏡製造有關的光學冷加工技術領域中，出現了一些非手工的光學柱面透鏡加工方法和設備，如數控非球面加工設備，採用軌跡加工方法，球形金剛石磨頭安裝在磨削杆前端，磨削杆以4000 5000prm的轉速自傳，同時緩慢擺動，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臺上，工件隨工件座旋轉，同時隨三維傳動臺移動。在加工過程中球形金剛石磨頭與工件被加工表面點接觸，工件的運動與球形金剛石磨頭的運動疊加，實現空間軌跡加工，能夠加工各種空間曲面。然而，該方案所涉及到的設備結構十分複雜，價格也很十分昂貴。球形金剛石磨頭本身與工件的接觸點較為集中，使得球形金剛石磨頭易磨損，需頻繁更換。理論上該方案適用於柱面，實際上如果用於柱面加工，加工效率勢必非常低，如難以成盤加工，也造成設備浪費。

實用新型內容本實用新型的目的在於提出一種結構簡單、專門用於柱面透鏡加工的裝置，具有耐用的磨頭，並且，能夠批量加工，為此我們發明了一種高精度數控銑磨機中的柱面透鏡銑磨機構，該機構使得高精度數控銑磨機成為一種結構簡單的柱面透鏡銑磨專用設備，並且，能夠一次成盤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，如無需頻繁更換磨頭、單位時間磨削量大，而且降低加工成本。本實用新型之高精度數控銑磨機中的柱面透鏡銑磨機構金剛石磨頭位於三維傳動臺上方，其特徵在於，金剛石磨頭I為圓盤狀，圓盤狀金剛石磨頭I的圓周端面為圓弧曲面，所述圓周半徑為T1，所述圓弧曲率半徑為r2 ;見圖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的轉軸3由龍門支架4支撐,轉軸3沿三維傳動臺5的y軸運動方向分布。本實用新型其技術效果在於，直接將待加工條狀工件6固定在三維傳動臺5上，見圖I、圖2所示，條狀工件6的長度I方向、寬度w方向、高度h方向分別與三維傳動臺5的X軸運動方向、y軸運動方向、z軸運動方向同向。由高精度數控統磨機的數控機構控制三維傳動臺5的運動，與圓盤狀金剛石磨頭I的高速旋轉運動合成，即可在條狀工件6上表面加工出凹柱面或者凸柱面，見圖2、圖3所示。本實用新型的效果尤其表現在採用龍門臥韋先方式加工，當三維傳動臺5在y軸運動方向、z軸運動方向調整完畢後,只在X軸運動方向進行單一方向長距離移動，實際上是沿待加工柱面母線方向銑磨，使得三維傳動臺5的數控易於實現，金剛石磨頭I需要回刀時，三維傳動臺5先在y軸運動方向、z軸運動方向上稍作調整，之後從另一個角度講，金剛石磨頭I再相對於三維傳動臺5長距離移動磨削，圓盤狀金剛石磨頭I的旋轉速度能夠達到5000 lOOOOrpm。在此期間圓盤狀金剛石磨頭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，如無需頻繁更換磨頭、單位時間磨削量大，而且降低加工成本。條狀工件6的長度I、寬度W、高度h的最大尺寸分別達到350mm、240mm、150mm,而最終的柱面透鏡成品尺寸如長度尺寸通常為30mm，不論是由長度為30mm的多個待加工工件粘接成條狀工件6，還是長度為350mm的條狀工件6在銑磨加工後再切割成長度為30mm的多個柱面透鏡，其效果都表現為成盤多件一併加工，因此，不僅提高加工效率，而且加工精度一致。本實用新型的僅僅由金剛石磨頭I、轉軸3、龍門支架4、三維傳動臺5組成，這使得該機構結構簡單，所獲得的柱面透鏡銑磨專用設備成本大幅降低，同時能夠滿足柱面透鏡的批量加工。

圖I是本實用新型之機構及加工凹柱面工況主視示意圖。圖2是本實用新型之機構及加工凹柱面工況右視示意圖，該圖同時作為摘要附圖。圖3是本實用新型之機構及加工凸柱面工況右視示意圖。
具體實施方式
本實用新型之高精度數控銑磨機中的柱面透鏡銑磨機構金剛石磨頭位於三維傳動臺上方，金剛石磨頭I為圓盤狀，圓盤狀金剛石磨頭I的圓周端面為圓弧曲面，所述圓周半徑為r1; Γι = 75 IOOmm ;圓盤狀金剛石磨頭I的圓盤厚度t小於待加工條狀工件6的寬度w，見圖2所示。所述圓弧曲率半徑為r2，r2小於待加工柱面曲率半徑R。見圖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的轉軸3由龍門支架4支撐，轉軸3沿三維傳動臺5的y軸運動方向分布。轉軸3的動力源為高速變頻電機，轉軸3的轉速為5000 lOOOOrpm。三維傳動臺5在x軸運動方向、y軸運動方向、z軸運動方向的運動距離分別大於350mm、240mm、150mm,重複定位精度小於0. 01mm。
權利要求1.一種高精度數控銑磨機中的柱面透鏡銑磨機構，金剛石磨頭位於三維傳動臺上方，其特徵在於，金剛石磨頭(I)為圓盤狀，圓盤狀金剛石磨頭(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的轉軸⑶由龍門支架⑷支撐，轉軸⑶沿三維傳動臺(5)的y軸運動方向分布。
2.根據權利要求I所述的高精度數控銑磨機中的柱面透鏡銑磨機構，其特徵在於，所述圓周半徑η = 75 100mm。
3.根據權利要求I所述的高精度數控銑磨機中的柱面透鏡銑磨機構，其特徵在於，轉軸(3)的動力源為高速變頻電機。
專利摘要高精度數控銑磨機中的柱面透鏡銑磨機構，該機構使得高精度數控銑磨機成為一種結構簡單的柱面透鏡銑磨專用設備，並且，能夠一次成盤地加工若干塊柱面透鏡，屬於光學冷加工技術領域。現有技術設備結構十分複雜，價格也很十分昂貴，加工效率低，用於加工簡單的柱面透鏡造成設備浪費。本實用新型之高精度數控銑磨機中的柱面透鏡銑磨機構金剛石磨頭位於三維傳動臺上方，其特徵在於，金剛石磨頭為圓盤狀，圓盤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；金剛石磨頭的轉軸由龍門支架支撐，轉軸沿三維傳動臺的y軸運動方向分布。用於包括凹柱面、凸柱面在內的柱面透鏡的銑磨加工。
文檔編號B24B13/06GK202726678SQ20122042173
公開日2013年2月13日 申請日期2012年8月24日 優先權日2012年8月24日
發明者王春勝, 王虹凱 申請人:長春市金龍光電科技有限責任公司