晶体锥面、球面组合磨削设备

技术领域

本发明属于锥面、球面组合加工技术领域，具体涉及晶体锥面、球面组合磨削设备。

背景技术

蓝宝石是刚玉宝石中除红色的红宝石之外，其它颜色刚玉宝石的通称，其主要成分为氧化铝(Al2O3)，是由三个氧原子和两个铝原子以共价键形式结合而成，其晶体结构为六方晶格结构。由于蓝宝石的光学穿透带很宽，从近紫外光(190nm)到中红外线都具有很好的透光性，因此被大量用在光学元件、红外装置、高强度镭射镜片材料及光罩材料上，具有高声速、耐高温、抗腐蚀、高硬度、高透光性等特点。蓝宝石价格贵，而且是一种相当难加工的材料，因此，在加工过程中应该保证材料的最大利用率。受蓝宝石晶体本身大小限制，现有技术对蓝宝石晶体的加工通常采用掏棒、滚磨等工艺将蓝宝石晶体加工成圆柱形大晶棒，然后通过切片、抛光等工艺将晶棒加工成蓝宝石窗口片的加工成一定厚度的圆形基片；

现有精密的激光切割仪器需要使用一种蓝宝石制成、周面为锥面、头部为球面的晶体结构，传统的加工工序中的固定、磨削等过程均较为复杂，而使用现有的制式加工机床作为加工设备，人工参与较多、操作繁琐、效率低下，由此提出晶体锥面、球面组合磨削设备。

发明内容

本发明提供了晶体锥面、球面组合磨削设备，其目的在于解决了现有精密的激光切割仪器需要使用一种周面锥面且头部为球面的晶体结构，传统的加工工序较为复杂，使用现有的制式加工机床作为加工设备，人工参与较多、操作繁琐、效率低下的问题。

本发明提供了晶体锥面、球面组合磨削设备，包括锥面加工组件，所述锥面加工组件包括底座，所述底座顶部的一端铰接有伺服电缸三，所述底座顶部的中段铰接有摆动座，所述摆动座的一侧设置有滑动板，所述滑动板的里侧设置有伺服电机二，所述伺服电机二的动力端固定有打磨轮，所述底座顶部的中端铣制有通槽，所述通槽的里侧变动连接有联动套筒，所述联动套筒的顶端固定连接有夹持座，所述夹持座的顶部开设有夹持槽，所述夹持槽的里侧设置有待加工晶体，所述联动套筒底部的外侧设置有热电偶，所述热电偶的外侧套接有控制套筒，所述控制套筒的外侧固定连接有若干个连接杆，所述连接杆远离控制套筒的一端均设置有限位套筒，所述限位套筒的内侧插接有限位滑杆一；

所述限位滑杆一的顶端与底座的底部固定连接，所述限位滑杆一的底端和横架固定连接，所述横架的一端和底座的一侧固定连接，所述横架的里侧设置有伺服电缸一，所述伺服电缸一的活动端和对应的连接杆固定连接；

所述横架的中部设置有伺服电机一，所述伺服电机一的旋杆固定连接有联动柱，所述联动柱和联动套筒的插接，所述底座的一端设置有球面加工组件；

所述联动柱的外侧设置有若干个联动肋，所述联动肋的外侧和联动套筒的里侧滑动连接。

进一步地，所述夹持座的一侧卡接有封闭侧板，所述夹持座的底部设置有固定插块，所述固定插块和封闭侧板的底部插接，所述封闭侧板的底部通过连接螺栓和夹持座固定连接。

通过采用上述方案，封闭侧板和夹持座配合使夹持槽形成一个桶装槽，封闭侧板方便清理夹持槽的里侧。

进一步地，所述摆动座的一侧开设有两个限位滑槽，所述限位滑槽的里侧均设置有限位滑杆二，所述限位滑杆二的外侧套接有滑动座，所述滑动座和滑动板的一侧固定连接，所述滑动座的外侧和限位滑槽的里侧变动连接，所述滑动板一侧的中部设置有滑块，所述滑块和摆动座的里侧滑动连接。

通过采用上述方案，滑动座、限位滑杆二和限位滑槽使滑动板沿着摆动座一侧的平面稳定的调整位置，并使打磨轮的旋转更加平稳。

进一步地，所述球面加工组件包括固定台、摆动臂、伺服电缸二、操作台、伺服电缸四、球形磨片、驱动杆、传动齿轮、主动齿轮和控制座，所述固定台的顶部铰接有四个摆动臂，所述摆动臂的顶端和操作台底部的两侧铰接，每两个摆动臂为一组设置于操作台的一侧，位于操作台同一侧的两个摆动臂和固定台以及操作台构成一个平行四边形，所述操作台的里侧开设有回收腔，所述回收腔和控制座插接，所述回收腔的内顶壁开设有滑槽，所述控制座的顶部固定连接有连接柱，所述连接柱的外侧和滑槽可变动连接，所述操作台的顶端设置有伺服电缸二，所述连接柱的顶端和伺服电缸二的活动杆固定连接；

所述控制座一端的内侧设置有伺服电缸四、传动齿轮和主动齿轮，所述伺服电缸四的旋杆和主动齿轮固定连接，所述主动齿轮和传动齿轮咬合，所述传动齿轮的里侧设置有驱动杆，所述驱动杆的底端设置有球形磨片。

通过采用上述方案，球面加工组件对待加工晶体的顶部进行加工，使待加工晶体的顶部设置为球面。

进一步地，所述驱动杆的顶端设置有稳定飞盘，所述稳定飞盘的旋转轴线和驱动杆的中心轴线重合。

通过采用上述方案，所述稳定飞盘减少驱动杆和球形磨片运转时的波动。

进一步地，所述控制套筒的里侧设置有联动环，所述联动环与热电偶的外侧活动连接。

通过采用上述方案，控制套筒通过联动环控制热电偶上行和下降，热电偶控制联动套筒和夹持座上行和下落，进而控制待加工晶体与打磨轮接触。

进一步地，所述锁紧台包括环形底座和夹持臂，所述夹持臂设置于环形底座的顶部。

通过采用上述方案，夹持臂向中间靠拢将待加工晶体夹紧。

进一步地，所述夹持槽的里侧的内底壁设置有若干个热电偶，所述夹持槽的里侧设置有固定胶，所述待加工晶体插接于固定胶的里侧。

通过采用上述方案，固定胶使待加工晶体固定在夹持槽的里侧。

进一步地，所述夹持槽的内底壁设置有锁紧台，所述锁紧台的底部和夹持槽的内底壁利用固定螺栓固定连接，所述锁紧台的内底壁设置有若干个伺服电缸四，所述伺服电缸四的活动杆固定连接有收束环，所述收束环的外侧套接有挤压轮，所述锁紧台的外侧设置有挤压弧，所述挤压轮和挤压弧可变动连接，所述锁紧台的里侧和待加工晶体的外侧套接，挤压弧越往上越厚。

通过采用上述方案，伺服电缸四控制收束环上行，收束环通过挤压轮对挤压弧和锁紧台进行挤压，使夹持臂向中间靠拢将待加工晶体夹紧。

与现有技术相比，本发明的上述技术方案具有如下有益的技术效果：

1、本发明中，通过晶体锥面加工组件、球面加工组件组合将晶体锥面、球面的加工，将锥面、球面的加工所需设备标准化、整合为一台专用设备，从而高效的对蓝宝石晶体进行自动化加工，人工干预较少，进而使蓝宝石晶体被快速的加工为需要的形态，操作简单、工序简单，从而致使效率得到大大提升；

2、本发明中，通过夹持槽内的热电偶的使用，可自动化夹持槽内的固定胶从底部开始熔化成塑性态，从而将形状较为不规则的待加工晶体快速而稳固的固定。

3、本发明中，通过锁紧台、挤压轮和挤压弧，能够机械化对待加工晶体进行性稳固夹持，从而满足加工需求。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

附图用来提供对本发明进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本发明的正面剖视结构示意图；

图2为本发明夹持座的剖视结构示意图；

图3为本发明夹紧结构的示意图；

图4为本发明摆动座和滑动板的位置关系示意图；

图5为本发明图1中F部分的局部放大结构示意图；

图6为本发明图1中E部分的局部放大结构示意图；

图7为本发明锁紧台的结构示意图；

图8为本发明夹持座的结构示意图；

图9为本发明图1中G部分的局部放大结构示意图。

附图标记：1、底座；2、联动套筒；3、横架；4、伺服电缸一；5、伺服电机一；6、控制套筒；7、限位滑杆一；8、联动肋；9、限位套筒；10、联动柱；11、通槽；12、固定台；13、摆动臂；14、伺服电缸二；15、操作台；16、回收腔；17、打磨轮；18、滑动板；19、限位滑槽；20、伺服电机二；21、摆动座；22、伺服电缸三；23、滑动座；24、限位滑杆二；25、夹持座；26、待加工晶体；27、夹持槽；28、收束环；29、固定插块；30、封闭侧板；31、锁紧台；3101、环形底座；3102、夹持臂；32、挤压轮；33、挤压弧；34、伺服电缸四；35、球形磨片；36、驱动杆；37、传动齿轮；38、主动齿轮；39、稳定飞盘；40、控制座；41、热电偶；42、联动环。

具体实施方式

为了使得本发明的技术方案的目的、技术方案和优点更加清楚，下文中将结合本发明具体实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整的描述。附图中相同的附图标记代表相同的部件。需要说明的是，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1-9所示，本发明提出晶体锥面、球面组合磨削设备，包括锥面加工组件，所述锥面加工组件包括底座1，所述底座1顶部的一端铰接有伺服电缸三22，所述底座1顶部的中段铰接有摆动座21，所述摆动座21的一侧设置有滑动板18，所述滑动板18的里侧设置有伺服电机二20，所述伺服电机二20的动力端固定有打磨轮17，所述底座1顶部的中端铣制有通槽11，所述通槽11的里侧变动连接有联动套筒 2，所述联动套筒2的顶端固定连接有夹持座25，所述夹持座25的顶部开设有夹持槽27，所述夹持槽27的里侧设置有待加工晶体26，所述夹持槽27的内底壁设置有热电偶41；

所述热电偶41的外侧套接有控制套筒6，所述控制套筒6的外侧固定连接有若干个限位套筒9，所述限位套筒9的内侧插接有限位滑杆一7；

所述限位滑杆一7的顶端与底座1的底部固定连接，所述限位滑杆一7的底端和横架3固定连接，所述横架3的一端和底座1的一侧固定连接，所述横架3的里侧设置有伺服电缸一4，所述伺服电缸一4的活动端和对应的限位套筒9固定连接；

所述横架3的中部设置有伺服电机一5，所述伺服电机一5的旋杆固定连接有联动柱10，所述联动柱10和联动套筒2的套接，所述底座1的一端设置有球面加工组件；

所述联动柱10的外侧设置有若干个联动肋8，所述联动肋8的外侧和联动套筒2的里侧滑动连接。

所述夹持座25的一侧卡接有封闭侧板30，所述夹持座25的底部设置有固定插块29，所述固定插块29和封闭侧板30的底部插接，所述封闭侧板30的底部通过连接螺栓和夹持座25固定连接；

封闭侧板30和夹持座25配合使夹持槽27形成一个顶部开口的桶装槽，封闭侧板30方便清理夹持槽27的里侧。

所述摆动座21的一侧开设有两个限位滑槽19，两个所述限位滑槽19的里侧均设置有限位滑杆二24，所述限位滑杆二24的外侧套接有滑动座23，所述滑动座23和滑动板18的一侧固定连接，所述滑动座23的外侧和限位滑槽19的里侧变动连接，所述滑动板18一侧的中部设置有滑块，所述滑块和摆动座21的里侧滑动连接；

滑动座23、限位滑杆二24和限位滑槽19使滑动板18沿着摆动座21一侧的平面、稳定的调整位置，并使打磨轮17的转动更加平稳。

所述球面加工组件包括固定台 12、摆动臂 13、伺服电缸二14、操作台 15、伺服电缸四 34、球形磨片 35、驱动杆 36、传动齿轮37、主动齿轮38和控制座40，所述固定台12的顶部铰接有四个摆动臂13，所述摆动臂13的顶端和操作台15底部的两侧铰接，每两个摆动臂13为一组设置于操作台15的一侧，位于操作台15同一侧的两个摆动臂13和固定台12以及操作台15构成一个平行四边形，所述操作台15的里侧开设有回收腔16，所述回收腔16和控制座40插接，所述回收腔16的内顶壁开设有滑槽，所述控制座40的顶部固定连接有连接柱，连接柱的顶端通过滑槽伸出，所述连接柱的外侧和滑槽可变动连接，所述操作台15的顶端设置有伺服电缸二14，所述连接柱的顶端和伺服电缸二14的活动杆固定连接；

所述控制座40一端的内侧设置有伺服电缸四34、传动齿轮37和主动齿轮38，所述伺服电缸四34的旋杆和主动齿轮38固定连接，所述主动齿轮38和传动齿轮37咬合，所述传动齿轮37的里侧设置有驱动杆36，所述驱动杆36的底端设置有球形磨片35；

球面加工组件对待加工晶体26的顶部进行加工，使待加工晶体26的顶部设置为球面。

所述驱动杆36的顶端设置有稳定飞盘39，所述稳定飞盘39的旋转轴线和驱动杆36的中心轴线重合；

所述稳定飞盘39减少驱动杆36和球形磨片35运转时的波动。

所述控制套筒6的里侧设置有联动环42，所述联动环42与热电偶41的外侧活动连接；

控制套筒6通过联动环42控制热电偶41上行和下降，热电偶41控制联动套筒2和夹持座25上行和下落，进而控制待加工晶体26与打磨轮17接触。

所述锁紧台31包括环形底座3101和夹持臂3102，所述夹持臂3102设置于环形底座3101的顶部；

夹持臂3102向中间靠拢将待加工晶体26夹紧。

所述夹持槽27的里侧的内底壁设置有若干个热电偶41，所述夹持槽27的里侧设置有固定胶，所述待加工晶体26插接于固定胶的里侧；

固定胶使待加工晶体26固定在夹持槽27的里侧。

所述夹持槽27的内底壁设置有锁紧台31，所述锁紧台31的底部和夹持槽27的内底壁利用固定螺栓固定连接，所述锁紧台31的内底壁设置有若干个伺服电缸四34，所述伺服电缸四34的活动杆固定连接有收束环 28，所述收束环28的外侧套接有挤压轮 32，所述锁紧台31的外侧设置有挤压弧33，所述挤压轮32和挤压弧33可变动连接，所述锁紧台31的里侧和待加工晶体26的外侧套接，挤压弧33越往上越厚；

伺服电缸四34控制收束环28上行，收束环28通过挤压轮32对挤压弧33和锁紧台31进行挤压，由于挤压弧33越往上越厚使夹持臂3102向中间靠拢将待加工晶体26夹紧。

实施方式具体为：将待加工晶体26固定在夹持槽27的里侧，使待加工晶体26的周线和夹持座25的中心轴线重合，伺服电缸一4控制夹持槽27和待加工晶体26上行到预定位置；

伺服电缸三22控制摆动座21倾斜，摆动座21控制滑动板18带着打磨轮17靠近待加工晶体26，伺服电机二20带动打磨轮17旋转，打磨轮17使待加工晶体26的外侧被打磨，伺服电机一5通过联动柱10、联动肋8、联动套筒2和夹持座25带动待加工晶体26缓慢旋转，伺服电缸三22继续控制打磨轮17摆动，增大打磨轮17的倾斜角度，直至将待加工晶体26打磨成圆台和圆柱的组合体，然后利用伺服电缸三22控制打磨轮17摆动，使打磨轮17脱离与待加工晶体26的接触且不妨碍其他工序进行；

控制操作台15带着球形磨片35靠近待加工晶体26，操作台15带着摆动臂13发生摆动，并最终导致球形磨片35与打磨轮17打磨后的待加工晶体26的顶部接触，伺服电缸四34利用收束环28和传动齿轮37控制驱动杆36和球形磨片35旋转，使打磨轮17的顶端被打磨成圆面；

热电偶41通电产生热量可将夹持槽27内的固定胶熔化成塑性态，将待加工晶体26插入熔化的固定胶内，等固定胶固化，便可以使待加工晶体26稳固的固定在夹持槽27的内侧。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。