一种对圆筒形内外壁高精度均匀打磨装置的制作方法

1.本发明属于光学元件打磨技术领域，特别是涉及一种对圆筒形内外壁高精度均匀打磨装置。


背景技术：

2.光学元件对表面精度通常都有很高的要求，因此在光学元件加工时，通常都会有打磨抛光的工序。以蓝宝石为例，蓝宝石是一种常见的光学元件材料，蓝宝石是多种光学器具的衬底，而在蓝宝石加工过程中，打磨抛光是不可缺少的工序。蓝宝石根据不同光学器具的需求会加工成不同的形状。在蓝宝石在加工成各种形状后，依然需要对其表面进行抛光。
3.在对圆筒状的蓝宝石进行抛光时，为了对圆筒结构的侧面打磨均匀，通常采用转动圆筒、固定打磨结构的方式来对圆筒侧面进行打磨。但是在打磨时，打磨结构上的任意一处打磨点都是对圆筒上的一个圆周进行打磨。而打磨结构上各处的打磨抛光效果可能有一定的区别，而这种区别则可能使圆筒的侧壁抛光效果参差不齐，在圆筒的侧壁上形成环状的纹路，抛光的效果差。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种对圆筒形内外壁高精度均匀打磨装置，可以解决圆筒形侧壁打磨不均匀的问题。
5.为解决上述技术问题，本发明通过以下技术方案实现的：一种对圆筒形内外壁高精度均匀打磨装置，包括打磨片、往复滑动机构、打磨定位结构和打磨驱动电机，所述往复滑动机构做直线往复运动，所述直线往复运动的方向与蓝宝石筒的轴线方向相同，所述打磨片固定于往复滑动机构上，用于对蓝宝石筒进行打磨，所述蓝宝石筒固定于打磨定位结构上，所述打磨定位结构由打磨驱动电机驱动。蓝宝石筒在打磨时，在打磨驱动电机的驱动下，跟随着打磨定位结构转动，而打磨片则与蓝宝石筒的侧壁相贴，蓝宝石筒的转动使打磨片与蓝宝石筒的侧面发生相对转动，从而使得打磨片对蓝宝石筒进行打磨抛光。由于所述打磨片固定于往复滑动机构上，因此当往复滑动机构发生位移时，打磨片也会跟随着发生位移。往复滑动机构沿直线发生往复运动，因此打磨片在跟随着移动时，也是沿直线往复运动。由于往复滑动机构的滑动方向与蓝宝石筒的轴线方向平行，因此在打磨片跟随着发生往复移动时，打磨片也是在蓝宝石筒的侧壁上沿着蓝宝石筒的轴线方向往复滑动。在这种打磨方式下，所述打磨片不仅仅会对蓝宝石筒进行周向打磨，还会对蓝宝石筒进行轴向的打磨，使得蓝宝石筒的打磨更均匀，不会在蓝宝石筒的表面形成环形的纹路。
6.所述打磨片沿蓝宝石筒的轴向方向打磨是由所述往复滑动机构驱动的，所述往复滑动机构包括滑轨、滑座和往复结构，所述滑座可滑动地与滑轨连接，所述往复结构与滑座连接，通过往复结构的往复运动，带动滑座在滑轨上做往复滑动。往复结构可以采用曲轴连杆组件、偏心轮连杆组件、气缸、油缸或者伸缩电机，上述结构都可以实现带动滑座沿着滑
轨的方向往复运动，在选择往复结构时可以根据实际环境进行选择。
7.本发明具有以下有益效果：本发明通过往复滑动机构控制打磨片沿蓝宝石筒的轴线方向往复滑动，使打磨片不仅对蓝宝石筒的侧壁进行周向打磨，还对蓝宝石筒进行轴向打磨。两种打磨方向使打磨片上的单一打磨点能够打磨到更大的打磨面积，避免了因为打磨片上不同打磨区域的打磨能力不同而导致蓝宝石筒上各个位置最终打磨抛光效果不同的情况出现。
附图说明
8.为了更清楚地说明本发明技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
9.图1为本发明一个实施例的结构示意图；图2为本发明图1中a处局部放大图；图3为本发明图1的俯视图；图4为本发明图3中b-b的剖视图；图5为本发明另一个实施例的结构示意图；图6为本发明图5中c处局部放大图；图7为本发明图5的俯视图；图8为本发明图7中d-d处剖视图。
10.附图中，各标号所代表的部件列表如下：1、打磨驱动电机，2、打磨片，3、支撑架，4、定位盘，5、臂架，6、连接轴，7、连杆，8、偏心轴，9、偏心圆盘，10、副驱动电机，11、滑轨，12、滑座，13、定位转筒，14、胶筒，15、蓝宝石筒。
具体实施方式
11.下面结合附图，通过本发明实施例的具体实现方式，对本发明技术方案进行清楚、完整地说明。
12.请参阅图1-8所示，本实施例为一种对圆筒形内外壁高精度均匀打磨装置，包括打磨片2、往复滑动机构、打磨定位结构和打磨驱动电机1，所述往复滑动机构做直线往复运动，所述直线往复运动的方向与蓝宝石筒15的轴线方向相同，所述打磨片2固定于往复滑动机构上，用于对蓝宝石筒15进行打磨，所述蓝宝石筒15固定于打磨定位结构上，所述打磨定位结构由打磨驱动电机1驱动。
13.通过往复滑动机构的直线往复运动的驱动，所述打磨片2会在蓝宝石筒15上沿着蓝宝石筒15的轴线做往复直线运动，对蓝宝石筒15进行轴线方向的打磨。
14.所述打磨定位结构有两个，因此可以同时对两个蓝宝石筒15进行打磨，每个打磨定位结构都配备有独立的打磨驱动电机1，由驱动电机驱动打磨定位结构转动，从而带动与打磨定位结构连接的蓝宝石筒15转动。因此对蓝宝石筒15的打磨抛光是利用蓝宝石筒15的自转与打磨片2发生相对转动，从而使打磨片2对蓝宝石筒15的侧壁进行打磨抛光。
15.所述往复滑动机构包括滑轨11、滑座12和往复结构，所述滑座12可滑动地与滑轨
11连接，所述往复结构与滑座12连接，通过往复结构的往复运动，带动滑座12在滑轨11上做往复滑动。
16.所述滑轨11导向的方向即为滑座12的滑动方向，要使滑座12能够带动着打磨片2对蓝宝石筒15进行轴向的打磨，因此滑座12滑动的方向与蓝宝石的轴线方向平行。所述滑轨11有两条，两条滑轨11相互平行，所述滑座12同时与两条滑轨11可滑动地连接。采用两条滑轨11对滑座12进行支撑，可以使滑座12的滑动更平稳，使滑座12的滑动不会对打磨片2的打磨造成影响。
17.作为一种优选的实施方式，所述往复结构包括偏心圆盘9和连杆7，所述偏心圆盘9上设置有偏心轴8，所述偏心轴8与所述连杆7连接，所述连杆7与所述滑座12连接，所述偏心圆盘9由一个副驱动电机10驱动。在偏心圆盘9转动时，会带动偏心轴8绕偏心圆盘9的圆心转动，所述连杆7一端与偏心轴8铰接，另一端与滑座12铰接，在两条滑轨11的导向作用下，所述连杆7将偏心轴8的圆周运动转化为直线往复运动。当偏心圆盘9转动一周，那么滑座12就会在滑轨11上进行一次往复运动。
18.所述滑座12的顶部包括有臂架5，所述臂架5上设置有连接轴6，并通过连接轴6与所述滑座12的本体连接，所述连接轴6的轴线位于水平面内，所述打磨片2固定于臂架5上，所述打磨片2与连接轴6分别位于臂架5的两端。所述臂架5通过连接轴6与滑座12的本体连接，因此臂架5可以绕连接轴6发生转动，也就是说，打磨片2可以绕连接轴6的轴线摆动，所述打磨片2的底部与蓝宝石筒15的侧面相贴，所述打磨片2通过臂架5和打磨片2本身的重力作为打磨片2对蓝宝石筒15的打磨压力。
19.所述蓝宝石筒15的形状为圆筒形，为了增加打磨片2与蓝宝石筒15的接触面积，提高打磨片2对蓝宝石筒15的打磨效率，因此打磨片2的形状为瓦片状，并且所述打磨片2与蓝宝石筒15接触的一面为与蓝宝石侧壁匹配的弧形面。打磨片2通过弧形面与蓝宝石筒15连接，增加了单位时间内的打磨面积，可以在一定程度上提高打磨效率。
20.由于需要同时对两个蓝宝石筒15进行打磨，因此打磨片2也有两个，所述两个打磨片2通过支撑架3与臂架5连接。所述支撑架3与臂架5固定连接，并且支撑架3上设置有两根支杆，所述两根支杆分别与两个打磨片2进行连接。为了使两个打磨片2的打磨效果相同，因此，所述支撑架3的重心距离两个蓝宝石筒15的轴线的距离相同，两个支杆相互平行且高度相同，确保臂架5、支撑架3的重量均匀分配到两个打磨片2上。在两个打磨片2受到臂架5和支撑架3的重量相同的情况下，两个打磨片2对蓝宝石筒15的压力也相同。因此在对蓝宝石筒15进行打磨时，两个蓝宝石筒15的打磨效果也相同。
21.所述打磨定位结构用于固定蓝宝石筒15，对蓝宝石筒15进行定位，所述打磨定位结构包括定位转筒13、胶筒14和定位盘4，所述定位转筒13与所述打磨驱动电机1的输出轴连接，所述胶筒14固定于定位转筒13上，所述胶筒14与蓝宝石筒15的侧壁相贴，所述定位盘4与定位转筒13连接，所述定位盘4用于从端面压紧蓝宝石筒15，对蓝宝石筒15进行轴向固定。在定位转筒13与蓝宝石筒15之间设置胶筒14的目的是对蓝宝石进行周向固定，胶筒14与蓝宝石筒15之间具有较大的摩擦系数，在蓝宝石的侧面受到打磨片2的打磨时，打磨片2会给予蓝宝石筒15周向转动的摩擦力，而利用胶筒14与蓝宝石筒15之间较大的摩擦力可以抵消打磨片2给予的摩擦力，从而防止蓝宝石筒15在打磨时发生转动。所述定位盘4与定位转筒13之间通过螺钉进行固定，在定位转筒13上设置轴向的螺孔，采用螺钉使定位盘4与定
位转筒13连接。在定位转筒13的长度小于蓝宝石筒15的长度时，采用螺钉可以使定位盘4压紧在蓝宝石筒15上，从端面的方向压紧蓝宝石筒15。若定位转筒13的长度大于蓝宝石筒15时，则可以在定位转筒13上套上套筒，使套筒的长度与蓝宝石筒15的长度之和大于定位转筒13，再通过定位盘4从端面压紧套筒，也可以达到从端面压紧蓝宝石筒15的目的。
22.所述蓝宝石筒15的形状为圆筒状，因此在对蓝宝石筒15进行打磨时，需要对蓝宝石筒15的内侧面和外侧面进行打磨。在对蓝宝石筒15外侧面进行打磨时，需要采用套筒对蓝宝石筒15的内侧面进行固定。反之，在对蓝宝石筒15的内侧面进行打磨时，则需要对蓝宝石的外侧面进行固定。
23.因此，为了能够满足对蓝宝石的外侧面和内侧面的打磨，所述打磨定位结构具有两种形状。在对蓝宝石筒15的外侧面进行打磨时，所述定位转筒13的形状为圆柱状，所述胶筒14的内测面与定位转筒13的外侧面连接，所述蓝宝石筒15的内侧面与胶筒14的外侧面连接，所述定位盘4为实心圆盘，通过螺钉与定位转筒13连接，并通过定位盘4的外圆部分从端面压紧蓝宝石筒15。在对蓝宝石筒15的内侧面进行打磨时，所述定位转筒13的形状为空心圆筒状，所述胶筒14的外侧面与定位转筒13的内侧面连接，所述蓝宝石筒15的外侧面与胶筒14的内侧面连接，所述定位盘4的形状为圆环状，所述定位盘4的内圆部分从端面压紧蓝宝石筒15。
24.在打磨蓝宝石筒15的内侧面和外侧面时，需要对套筒的尺寸进行选择。在打磨蓝宝石筒15的外侧面时，所述套筒的内侧面与胶筒14的外侧面相贴，所述套筒的外径小于蓝宝石筒15的外径，同理定位盘4的外径也小于蓝宝石筒15的外径；这种尺寸的套筒和定位盘4不会对打磨片2的轴向移动造成影响。在打磨蓝宝石筒15的内侧面时，所述套筒的外侧面与胶筒14的内侧面连接，所述套筒的内径大于蓝宝石筒15的内径，同理，形状为圆环的定位盘4的内径也大于蓝宝石筒15的内径；这种尺寸的套筒和定位盘4也不会对阻挡打磨片2的轴向移动。
25.所述蓝宝石筒15与胶筒14之间通过摩擦力防止相对转动，所述定位转筒13与胶筒14之间则通过防转动结构来防止相对转动。所述定位转筒13与胶筒14之间设置有防转动结构，所述防转动结构为轴向槽和轴向凸块，所述轴向凸块卡入轴向槽内，所述轴向槽和轴向凸块分别位于所述定位转筒13和胶筒14上。
26.为了对胶筒14和定位转筒13之间进行固定，所述胶筒14上设置有轴向槽，而定位转筒13上设置有轴向凸块。在将胶筒14固定于定位转筒13上时，将胶筒14移动至定位转筒13的一侧，然后将轴向槽对正轴向凸块，然后轴向移动胶筒14即可使胶筒14与定位转筒13固定连接。
27.在图4所示的实施例中，对蓝宝石筒15的外侧面进行打磨时，所述轴向槽位于胶筒14的内侧面上，轴向凸块位于定位转筒13的外侧面上。在对蓝宝石的内侧面进行打磨时，所述轴向槽位于胶筒14的外侧面上，轴向凸块位于定位转筒13的内侧面上。
28.同理，在图8所示的实施例中，所述轴向槽也可以加工在定位转筒13上，轴向凸块加工在胶筒14上。在对蓝宝石筒15的内侧面进行打磨时，所述轴向槽位于定位转筒13的内侧面上，所述轴向凸块位于胶筒14的外侧面上。
29.在图1所示的实施例中，用于连接打磨片2和臂架5的支撑架3形状为一根折弯杆，折弯杆的折弯处位于整个折弯杆长度的中心，所述折弯处与臂架5连接，而折弯杆的两端则
是作为两根支杆，两根支杆分别与两个打磨片2连接。
30.在图5所示的实施例中，所述支撑架3包括一根横杆，所述横杆的中部与臂架5固定连接，所述横杆的两端分别设置有两根支杆，两根支杆的一端与横杆固定连接，两根支杆的另一端则各与一个打磨片2连接。此处两根支杆与横杆的连接方式可以通过螺纹连接，或者使两根支杆插入横杆中，再通过销定位的方式固定连接。