一种圆弧砂轮修整设备及方法

本发明涉及超精密加工，具体涉及一种圆弧砂轮修整设备及方法。

背景技术：

1、为了满足生产加工光学掠入射反射镜的需要，研磨加工周期长，砂轮修整是不可避免的一个重要的步骤。圆弧砂轮也是一种应用广泛的重要机械基础件。主要根据加工工件的几何形状以及对于工件表面精度的要求，用砂轮进行修整后再对工件进行研磨，达到保证工件不磨损的完整效果。随着科技的不断发展，对超精密加工效率要求越来越高，因此圆弧砂轮修整方法成为实现这一目标的重要手段之一。

2、目前国内传统的砂轮修整器是通过砂轮修正笔进行手工修整，或者采用成型修整器(如滚轮)进行修整。但是这两种方法也存在弊端，使用这两种方法修整后的砂轮都会产生圆弧形状误差，对于高精密加工工艺来讲精密度是不够的，会影响加工后掠入射反射镜的整体精度，影响实践效果。而对于使用国外高精度树脂砂轮圆弧砂轮，由于在高精密加工的过程中，在一定程度上会受到磨损且无法再修复，由此提出一种圆弧砂轮修整设备及方法。

技术实现思路

1、本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种圆弧砂轮修整设备及方法，欲克服现有技术的缺陷，详见下文阐述。

2、为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：

3、一种圆弧砂轮修整设备及方法，包括机床，所述机床的主轴一侧设置有基座，所述基座由导轨、机身、夹板、机床固定块组成，所述机身滑动连接在导轨的顶部，所述夹板通过螺栓连接在机身的正面，用于固定机身在导轨上的位置，所述导轨的底部设置有机床固定块，且机床固定块通过水平设置的螺栓与导轨连接，用于固定导轨在机床的位置，所述机身正面设置有传动装置，所述传动装置包括主动轮，所述主动轮通过转轴转动连接在机身正面的左侧，所述机身正面的右侧通过转轴转动连接有从动轮，所述主动轮与从动轮通过同步带传动连接，所述机身的背面通过螺栓连接有驱动组件，用于驱动主动轮旋转，所述机身内部右侧的位置设置有修整装置，所述修整装置包括刀具轮，所述刀具轮设置在机身内部右侧的位置，且刀具轮与连接从动轮的转轴同轴，机床的主轴上设置有砂轮调整装置，所述机床的滑轨上分别连接有光学检测装置、百分表、对中机构。

4、作为优选，所述砂轮调整装置螺纹连接在机床主轴的位置，砂轮调整装置内壁套设有待修砂轮，所述砂轮调整装置外壁对应待修砂轮的位置连接有砂轮固紧螺钉，用于固定待修砂轮。

5、作为优选，所述刀具轮的外壁呈内凹圆弧状，且内凹圆弧状处与待修砂轮的外部接触，所述刀具轮与待修砂轮的轴线平行。

6、作为优选，所述光学检测装置由支架、旋转套板、旋转块、光学瞄准镜组成，所述旋转套板转动连接在支架的外壁，所述旋转块铰接在旋转套板的外壁，所述光学瞄准镜连接在旋转块的内壁。

7、作为优选，所述百分表由测量头、转杆、表盘、紧固螺栓、旋转铰链、固定支架组成，所述转杆与旋转铰链铰接，所述旋转铰链通过紧固螺栓连接在固定支架的顶部，所述表盘连接在转杆上，所述测量头连接在表盘的底部。

8、作为优选，所述对中机构由连接块、连接轴、夹块、连杆、伸缩轴、连接底盘组成，所述伸缩轴连接在连接底盘的顶部，所述连接块连接在伸缩轴的顶部，两根所述连杆铰接连接块的内壁，呈交错设置，所述连杆分为两段杆体，且两段杆体之间相互铰接，两根所述连杆之间处于上方的位置通过连接轴转动连接，两块所述夹块分别连接在连杆的顶部。

9、作为优选，包括以下步骤：

10、步骤s1、工作时将修整装置的基座通过机床固定块安装在磨床的工作台上，调整机床升降机构，使修整的高度与砂轮的中心轴线同高，机身通过导轨滑动实现横向位置调整并通过夹板定位；

11、步骤s2、通过机床自带砂轮来修整刀具轮r角的精密尺寸，调整机床自带砂轮转速为1000rpm/min，使机床自带砂轮和刀具轮转速比为2-5：1；

12、步骤s3、待修砂轮通过砂轮调整装置连接在机床的主轴上，并通过砂轮固紧螺钉对待修砂轮进行三点对中调整，并通过旋转待修砂轮，用百分表的测量头接触待修砂轮的外轮廓顶部的方式不断检测圆周轮廓的高度，调整高点，使待修砂轮与主轴同轴度误差在0.002mm之内；

13、步骤s4、使用自动和手动的方式调用机床主轴连接的砂轮调整装置位置，通过光学瞄准镜，清晰地看到待修砂轮与刀具轮表面接触的情况；

14、步骤s5、启动对中机构，对中机构将待修砂轮与刀具轮对中夹紧后，百分表通过滑轨移动不断测量两者轴线的偏差，反复滑动对中机构进行调整，不断测量，最终将待修砂轮的圆弧r和刀具轮的圆弧r的圆心重合；

15、步骤s6、将两者表面对滚并且研磨，刀具轮的转速是在50-200rpm/min，待修砂轮的转速是2000rpm/min；

16、步骤s7、使用w5的金刚石粉溶液维持润滑度，刀具轮与待修砂轮边角抵接时，将待修砂轮的边角对磨成预定形状，精准地修整细小圆弧或角度，并达到所需精度，对磨时的进给速度为0.01-0.1mm/min；

17、步骤s8、通过光学检测装置不断检测待修砂轮的修整精度，重复s4、s5步骤，达到目的r的圆弧精度误差小于0.005mm。

18、有益效果在于：

19、一；本发明提高了砂轮修整的精度和效率，缩短了光学掠入射反射镜研磨过程的生产周期，也节省了砂轮修复产生高昂费用，以达到超精密、超光滑加工。

20、二；本发明不仅结构简单，操作方便，而且适用于平面磨床、外圆磨床、工具磨床，可使砂轮修整圆弧半径精度达到0.01mm，高精度加工工艺，整体是由驱动组件带动刀具轮，可以修整不同直径的砂轮，通过实际运用，磨削出来的产品通过检测达到预期设计的精度和表面质量，且质量稳定性好，得到了较好的应用效果。

技术特征：

1.一种圆弧砂轮修整设备，包括机床，其特征在于：所述机床的主轴一侧设置有基座(1)，所述基座(1)由导轨(11)、机身(12)、夹板(13)、机床固定块(14)组成，所述机身(12)滑动连接在导轨(11)的顶部，所述夹板(13)通过螺栓连接在机身(12)的正面，用于固定机身(12)在导轨(11)上的位置，所述导轨(11)的底部设置有机床固定块(14)，且机床固定块(14)通过水平设置的螺栓与导轨(11)连接，用于固定导轨(11)在机床的位置，所述机身(12)正面设置有传动装置(2)，所述传动装置(2)包括主动轮(22)，所述主动轮(22)通过转轴转动连接在机身(12)正面的左侧，所述机身(12)正面的右侧通过转轴转动连接有从动轮(23)，所述主动轮(22)与从动轮(23)通过同步带(21)传动连接，所述机身(12)的背面通过螺栓连接有驱动组件(3)，用于驱动主动轮(22)旋转，所述机身(12)内部右侧的位置设置有修整装置(4)，所述修整装置(4)包括刀具轮(41)，所述刀具轮(41)设置在机身(12)内部右侧的位置，且刀具轮(41)与连接从动轮(23)的转轴同轴，机床的主轴上设置有砂轮调整装置(51)，所述机床的滑轨上分别连接有光学检测装置(6)、百分表(7)、对中机构(8)。

2.根据权利要求1所述一种圆弧砂轮修整设备，其特征在于：所述砂轮调整装置(51)螺纹连接在机床主轴的位置，砂轮调整装置(51)内壁套设有待修砂轮(42)，所述砂轮调整装置(51)外壁对应待修砂轮(42)的位置连接有砂轮固紧螺钉(52)，用于固定待修砂轮(42)。

3.根据权利要求2所述一种圆弧砂轮修整设备，其特征在于：所述刀具轮(41)的外壁呈内凹圆弧状，且内凹圆弧状处与待修砂轮(42)的外部接触，所述刀具轮(41)与待修砂轮(42)的轴线平行。

4.根据权利要求1所述一种圆弧砂轮修整设备，其特征在于：所述光学检测装置(6)由支架(61)、旋转套板(62)、旋转块(63)、光学瞄准镜(64)组成，所述旋转套板(62)转动连接在支架(61)的外壁，所述旋转块(63)铰接在旋转套板(62)的外壁，所述光学瞄准镜(64)连接在旋转块(63)的内壁。

5.根据权利要求1所述一种圆弧砂轮修整设备，其特征在于：所述百分表(7)由测量头(71)、转杆(72)、表盘(73)、紧固螺栓(74)、旋转铰链(75)、固定支架(76)组成，所述转杆(72)与旋转铰链(75)铰接，所述旋转铰链(75)通过紧固螺栓(74)连接在固定支架(76)的顶部，所述表盘(73)连接在转杆(72)上，所述测量头(71)连接在表盘(73)的底部。

6.根据权利要求1所述一种圆弧砂轮修整设备，其特征在于：所述对中机构(8)由连接块(81)、连接轴(82)、夹块(83)、连杆(84)、伸缩轴(85)、连接底盘(86)组成，所述伸缩轴(85)连接在连接底盘(86)的顶部，所述连接块(81)连接在伸缩轴(85)的顶部，两根所述连杆(84)铰接连接块(81)的内壁，呈交错设置，所述连杆(84)分为两段杆体，且两段杆体之间相互铰接，两根所述连杆(84)之间处于上方的位置通过连接轴(82)转动连接，两块所述夹块(83)分别连接在连杆(84)的顶部。

7.一种圆弧砂轮修整方法，应用于上述任一一种圆弧砂轮修整设备，其特征在于，包括以下步骤：

技术总结本发明公开了一种圆弧砂轮修整设备及方法，包括机床，所述机床的主轴一侧设置有基座，所述基座由导轨、机身、夹板、机床固定块组成，所述机身内部右侧的位置设置有修整装置，机床的主轴上设置有砂轮调整装置，所述机床的滑轨上分别连接有光学检测装置、百分表、对中机构，不仅结构简单，操作方便，而且适用于平面磨床、外圆磨床、工具磨床，可使砂轮修整圆弧半径精度达到0.01mm，高精度加工工艺，整体是由驱动组件带动刀具轮，可以修整不同直径的砂轮，通过实际运用，磨削出来的产品通过检测达到预期设计的精度和表面质量，且质量稳定性好，得到了较好的应用效果。技术研发人员：孙立巍,丁颂,冯方浦,姚树海,孙嘉彬受保护的技术使用者：长春师范大学技术研发日：技术公布日：2024/10/17