本發(fā)明涉及砂輪領(lǐng)域，尤其涉及一種磨粒噴射輔助的杯形氣囊砂輪。

背景技術(shù)：

在國(guó)防天文領(lǐng)域，高精度光學(xué)玻璃主要應(yīng)用于激光聚變點(diǎn)火裝置、大型天文望遠(yuǎn)鏡、高能激光以及衛(wèi)星光學(xué)系統(tǒng)等高端技術(shù)領(lǐng)域。例如hubble太空望遠(yuǎn)鏡，美國(guó)國(guó)家點(diǎn)火裝置以及我國(guó)的“神光”系列的激光裝置。而在民用光電產(chǎn)品領(lǐng)域，作為信息傳遞的關(guān)鍵組件，其在光通訊、手機(jī)和數(shù)碼相機(jī)等產(chǎn)品中也起著極其重要的作用。高精度光學(xué)玻璃的機(jī)械加工主要通過(guò)高效磨削和確定性?huà)伖鈱?shí)現(xiàn)。磨削主要完成成型并控制一定的面形精度，而拋光可基本去除亞表面裂紋并進(jìn)一步提高表面精度。傳統(tǒng)的磨削加工側(cè)重于保證其面形精度和加工效率，因此往往造成較深的亞表面裂紋。雖然拋光可基本去除亞表面裂紋，然而拋光是一個(gè)非常耗時(shí)的過(guò)程，往往需要消耗數(shù)倍于磨削的時(shí)間，特別是對(duì)大口徑光學(xué)玻璃而言，嚴(yán)重降低了光學(xué)玻璃的加工效率。此外，磨削與拋光是兩道不同工序，一般在不同的工位進(jìn)行，工位的轉(zhuǎn)換必然帶入重定位誤差，使得拋光的效率進(jìn)一步降低。

降低光學(xué)玻璃磨削階段的亞表面裂紋深度是提高磨削精度和磨拋效率的重要方式，因此通過(guò)磨削工具的改進(jìn)是降低磨削亞表面裂紋深度的方式之一。氣囊工具是目前公認(rèn)的效率很高的拋光方式，然而傳統(tǒng)的氣囊拋光對(duì)拋光液的約束能力有限，使得氣囊拋光的效率優(yōu)勢(shì)沒(méi)辦法進(jìn)一步的提高。另外將磨削與拋光整合，在同一工位上加工，可實(shí)現(xiàn)高效磨拋。

因此設(shè)計(jì)一種可降低磨削亞表面裂紋深度，提高拋光效率的磨拋一體化磨拋工具具有重大的意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的杯形砂輪未對(duì)亞表面裂紋有效控制，及未磨拋同一工位加工的缺點(diǎn)，提供一種磨粒噴射輔助的杯形氣囊砂輪。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用了以下技術(shù)措施：

一種磨粒噴射輔助的杯形氣囊砂輪，包括砂輪主體、過(guò)渡套、連接板、壓板、密封圈及氣囊；砂輪主體包括轉(zhuǎn)動(dòng)軸及杯體，杯體與轉(zhuǎn)動(dòng)軸的一端連接；轉(zhuǎn)動(dòng)軸設(shè)有第一空腔，杯體設(shè)置有第二空腔，第一空腔與第二空腔連通；轉(zhuǎn)動(dòng)軸的側(cè)壁上開(kāi)設(shè)有與第一空腔連通的第一通孔，用于導(dǎo)入磨拋冷卻液；杯體進(jìn)一步包括第三空腔，第三空腔環(huán)繞第二空腔設(shè)置，氣囊容置于第三空腔中；杯體遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)動(dòng)軸一側(cè)設(shè)有基體，基體遠(yuǎn)離杯體的一側(cè)設(shè)有磨拋層，磨拋層用于對(duì)工件進(jìn)行磨削或拋光；過(guò)渡套套設(shè)在轉(zhuǎn)動(dòng)軸上，連接板套設(shè)在過(guò)渡套上并固定于機(jī)床主軸箱上，用于連接砂輪主體與機(jī)床。

本發(fā)明還可以通過(guò)以下技術(shù)措施進(jìn)一步完善：

作為進(jìn)一步改進(jìn)，過(guò)渡套呈圓環(huán)狀，過(guò)渡套垂直于所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸的兩面分別開(kāi)設(shè)有第一凹槽與第二凹槽，第一凹槽與第二凹槽連通；第一凹槽用于放置壓板，第二凹槽用于放置密封圈。

作為進(jìn)一步改進(jìn)，第二凹槽的縱深小于等于密封圈的厚度。

作為進(jìn)一步改進(jìn)，進(jìn)一步包括磨拋液管，用于導(dǎo)入磨削冷卻液，磨拋冷卻液包含磨粒及冷卻液。

作為進(jìn)一步改進(jìn)，連接板與所述過(guò)渡套設(shè)有連通的第二通孔，用于放置所述磨拋液管，第二通孔位于密封圈之間。

作為進(jìn)一步改進(jìn)，第一通孔與第二通孔連通，第一通孔位于密封圈之間。

作為進(jìn)一步改進(jìn)，第二空腔垂直所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸的截面為圓形，第三空腔與第二空腔為同心圓。

作為進(jìn)一步改進(jìn)，基體呈圓環(huán)狀，基體與第二空腔為同心圓；基體的內(nèi)圓周半徑大于等于第二空腔的半徑，小于等于第三空腔的內(nèi)圓環(huán)半徑。

作為進(jìn)一步改進(jìn)，進(jìn)一步包括環(huán)扣，杯體遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)動(dòng)軸的一端的外圓周設(shè)有凸臺(tái)，環(huán)扣與基體卡扣在所述凸臺(tái)上，用于固定基體。

作為進(jìn)一步改進(jìn)，磨拋層為磨削層或拋光墊，磨削層通過(guò)釬焊工藝焊在基體上，拋光墊粘貼在基體上。

與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：

在杯形砂輪的第三空腔容置有氣囊，將傳統(tǒng)的剛性磨削轉(zhuǎn)化成柔性磨削，使得磨削過(guò)程中磨削力較小，有效降低亞表面裂紋深度；冷卻液中加入磨粒，從轉(zhuǎn)動(dòng)軸噴射進(jìn)入第一空腔，隨著杯體轉(zhuǎn)動(dòng)，在離心力的作用下更加有效的進(jìn)入拋光區(qū)，增強(qiáng)氣囊拋光的效率，同時(shí)快速帶走磨屑降低磨削區(qū)溫度。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施方式的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施方式中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，應(yīng)當(dāng)理解，以下附圖僅示出了本發(fā)明的某些實(shí)施例，因此不應(yīng)被看作是對(duì)范圍的限定，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他相關(guān)的附圖。

附圖1是本發(fā)明-實(shí)施例砂輪外部結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖2是本發(fā)明-實(shí)施例砂輪剖視圖；

附圖3是本發(fā)明-實(shí)施例砂輪主體立體圖；

附圖4是本發(fā)明-實(shí)施例砂輪主體剖視圖；

附圖5是本發(fā)明-實(shí)施例轉(zhuǎn)動(dòng)軸剖視圖。

圖標(biāo)：1-連接板；2-砂輪主體；20-轉(zhuǎn)動(dòng)軸；201-第一空腔；202-第一通孔；21-杯體；211-第二空腔；212-第三空腔；213-凸臺(tái)；3-壓板；4-磨拋液管；5-環(huán)扣；6-基體；7-密封圈；8-過(guò)渡套；81-第二通孔；9-氣囊；10-磨拋層；h-第二凹槽縱深。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明實(shí)施方式的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施方式中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施方式中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施方式是本發(fā)明一部分實(shí)施方式，而不是全部的實(shí)施方式。基于本發(fā)明中的實(shí)施方式，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施方式，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。因此，以下對(duì)在附圖中提供的本發(fā)明的實(shí)施方式的詳細(xì)描述并非旨在限制要求保護(hù)的本發(fā)明的范圍，而是僅僅表示本發(fā)明的選定實(shí)施方式?；诒景l(fā)明中的實(shí)施方式，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施方式，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語(yǔ)“中心”、“縱向”、“橫向”、“長(zhǎng)度”、“寬度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內(nèi)”、“外”、“順時(shí)針”、“逆時(shí)針”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡(jiǎn)化描述，而不是指示或暗示所指的設(shè)備或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。

此外，術(shù)語(yǔ)“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對(duì)重要性或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括一個(gè)或者更多個(gè)該特征。在本發(fā)明的描述中，“多個(gè)”的含義是兩個(gè)或兩個(gè)以上，除非另有明確具體的限定。

在本發(fā)明中，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語(yǔ)“安裝”、“相連”、“連接”、“固定”等術(shù)語(yǔ)應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或成一體；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過(guò)中間媒介間接相連，可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通或兩個(gè)元件的相互作用關(guān)系。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語(yǔ)在本發(fā)明中的具體含義。

在本發(fā)明中，除非另有明確的規(guī)定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接觸，也可以包括第一和第二特征不是直接接觸而是通過(guò)它們之間的另外的特征接觸。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或僅僅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或僅僅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下面結(jié)合附圖與具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。

請(qǐng)參閱圖1至圖4，一種磨粒噴射輔助的杯形氣囊砂輪，包括砂輪主體2、過(guò)渡套8、連接板1、壓板3、密封圈7及氣囊9；砂輪主體2包括轉(zhuǎn)動(dòng)軸20及杯體21，杯體21與轉(zhuǎn)動(dòng)軸20的一端連接；轉(zhuǎn)動(dòng)軸20設(shè)有第一空腔201，杯體21設(shè)置有第二空腔211，第一空腔201與第二空腔211連通；轉(zhuǎn)動(dòng)軸20的側(cè)壁上開(kāi)設(shè)有與第一空腔201連通的第一通孔202，用于導(dǎo)入磨拋冷卻液；杯體21進(jìn)一步包括第三空腔212，第三空腔212環(huán)繞第二空腔211設(shè)置，氣囊9容置于第三空腔212中；杯體21遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)動(dòng)軸20一側(cè)設(shè)有基體6，基體6遠(yuǎn)離杯體21的一側(cè)設(shè)有磨拋層10，磨拋層10用于對(duì)工件進(jìn)行磨削或拋光；過(guò)渡套8套設(shè)在轉(zhuǎn)動(dòng)軸20上，連接板1套設(shè)在過(guò)渡套8上并固定于機(jī)床主軸箱上，用于連接砂輪主體2與機(jī)床，轉(zhuǎn)動(dòng)軸20與杯體21一體成型。

請(qǐng)參閱圖5，過(guò)渡套8呈圓環(huán)狀，過(guò)渡套8垂直于轉(zhuǎn)動(dòng)軸20的兩面分別開(kāi)設(shè)有第一凹槽與第二凹槽，第一凹槽與第二凹槽連通；第一凹槽用于放置壓板3，壓板3通過(guò)壓板螺釘與過(guò)渡套8固定連接，第二凹槽用于放置密封圈7。第二凹槽的縱深小于等于密封圈7的厚度，使得壓板3能壓緊密封圈7。

進(jìn)一步包括磨拋液管4，用于導(dǎo)入所述磨拋冷卻液，所述磨拋冷卻液包含磨粒及冷卻液。連接板1與過(guò)渡套8設(shè)有連通的第二通孔81，磨拋液管4放置在第二通孔81內(nèi)，所述第二通孔81位于過(guò)渡套8兩側(cè)的密封圈7之間；第一通孔202與第二通孔81連通，第一通孔202位于過(guò)渡套8兩側(cè)的密封圈7之間。磨拋冷卻液通過(guò)外部水泵加壓經(jīng)過(guò)磨拋液管4進(jìn)入到過(guò)渡套8內(nèi)，即第二通孔81內(nèi)，由于第二通孔81與第一通孔202連通，且第二通孔81與第一通孔202均位于過(guò)渡套8兩側(cè)的密封圈7之間，確保磨拋冷卻液只能由第二通孔81噴射進(jìn)第一通孔202，由此進(jìn)入轉(zhuǎn)動(dòng)軸20的第一空腔201內(nèi)，然后噴射進(jìn)入第二空腔211內(nèi)，最后在噴射及離心力作用下，進(jìn)入磨拋層10與工件的接觸面。

第二空腔211垂直轉(zhuǎn)動(dòng)軸20的截面為圓形，第三空腔212環(huán)繞第二空腔211呈圓槽設(shè)置，第三空腔212與第二空腔211為同心圓，確保進(jìn)入第二空腔211的磨拋冷卻液能均勻的進(jìn)入磨拋層10與工件的接觸面。

基體6呈圓環(huán)狀，基體6與第二空腔211為同心圓；定義第二空腔211的半徑為r，第三空腔212的內(nèi)圓環(huán)半徑為r，基體6的內(nèi)圓周半徑大于等于r，確?；w6不會(huì)伸入第二空腔211內(nèi)，避免對(duì)磨拋冷卻液流入到磨拋層10造成阻礙；基體6的內(nèi)圓周半徑小于等于r，確?；w6能將氣囊9完全限制在第三空腔212內(nèi)，防止在磨拋過(guò)程中，氣囊9脫離第三空腔212而造成破損。

本實(shí)施例進(jìn)一步包括環(huán)扣5，杯體21遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)動(dòng)軸20的一端的外圓周設(shè)有凸臺(tái)213，環(huán)扣5與杯體21緊貼配合，扣在凸臺(tái)213上，環(huán)扣5與基體6卡扣在凸臺(tái)213上，通過(guò)螺釘鎖扣在一起，將基體6固定在杯體21上。

磨拋層10為磨削層或拋光墊，磨削層通過(guò)釬焊工藝將磨粒焊在基體6上，拋光墊粘貼在基體6上。基體6是可拆卸的，需要磨削時(shí)，將焊有磨削層的基體6與環(huán)扣5卡扣在杯體21上，進(jìn)行磨削；需要拋光時(shí)，將焊有磨削層的基體替換成粘貼有拋光墊的基體進(jìn)行拋光，實(shí)現(xiàn)了磨削與拋光同一工位，避免引進(jìn)工位造成轉(zhuǎn)換誤差。

工作時(shí)，砂輪主體2與數(shù)控銑車(chē)床等外部設(shè)備的主軸連接，實(shí)現(xiàn)砂輪主體2的旋轉(zhuǎn)；砂輪組裝時(shí)，將氣囊9放入第三空腔212內(nèi)，然后將環(huán)扣5和設(shè)置有磨拋層10的基體6扣在杯體21的凸臺(tái)213上，并通過(guò)環(huán)扣螺絲擰緊，通過(guò)氣閥對(duì)氣囊9充氣，使之達(dá)到要求的壓力，氣囊9壓力可調(diào)，根據(jù)實(shí)際工作情況而定。磨拋前，利用gc杯形砂輪修整器對(duì)杯形氣囊砂輪的磨拋層進(jìn)行修整，采用激光位移傳感器檢測(cè)修整情況。

磨削時(shí)，氣囊9會(huì)通過(guò)基體6對(duì)磨削層產(chǎn)生持續(xù)壓力，形成有一定柔性的杯形砂輪，磨削過(guò)程中，磨削力較小，降低工件亞表面裂紋深度。磨拋冷卻液通過(guò)外部水泵加壓經(jīng)過(guò)磨拋液管4進(jìn)入過(guò)渡套8，磨拋冷卻液在密封圈7的限制下只能進(jìn)入砂輪主體2的轉(zhuǎn)動(dòng)軸20的空腔內(nèi)，即第一空腔201內(nèi)，然后噴射進(jìn)第二空腔211內(nèi)，最后進(jìn)入磨削層與工件的接觸面。磨拋冷卻液在杯形砂輪的離心力作用下，將磨削熱量和磨屑快速帶出，降低磨削區(qū)的溫度。其中，磨削層的磨粒大小可變，根據(jù)實(shí)際磨削工藝，選取磨粒粒度。

拋光時(shí)，磨拋冷卻液通過(guò)外部水泵加壓經(jīng)過(guò)磨拋液管4進(jìn)入過(guò)渡套8，磨拋冷卻液在密封圈7的限制下只能進(jìn)入砂輪主體2的轉(zhuǎn)動(dòng)軸20的空腔內(nèi)，即第一空腔201內(nèi)，然后噴射進(jìn)第二空腔211內(nèi)，最后進(jìn)入拋光墊與工件的接觸面。磨拋冷卻液內(nèi)加入拋光磨粒，拋光磨粒的噴射進(jìn)入，增大了拋光區(qū)的壓力和速度，使得拋光液能有效的進(jìn)入拋光區(qū)，增強(qiáng)氣囊拋光效果。

本發(fā)明采用氣囊砂輪磨削，將傳統(tǒng)的剛性磨削變成柔性磨削，降低磨削過(guò)程中的磨削力，有效降低工件亞表面裂紋深度；磨削過(guò)程中，磨破冷卻液從磨拋液管中噴射進(jìn)入磨削區(qū)，快遞帶走磨屑并降低磨削區(qū)溫度；同時(shí)，在磨拋冷卻液中加入磨粒，磨粒噴射增大了拋光區(qū)的壓力和速度，使得拋光液能夠有效的進(jìn)入拋光區(qū)，增強(qiáng)氣囊拋光效率；將基體設(shè)置成可拆卸的，磨削層和拋光墊分別設(shè)置在兩個(gè)基體上，磨削完成后，更換帶有拋光墊的基體，實(shí)現(xiàn)磨削和拋光在同一個(gè)工位，以此減小引進(jìn)工位的轉(zhuǎn)換誤差。

本發(fā)明采用磨粒噴射輔助杯形氣囊磨拋，有效降低磨削工件的亞表面裂紋深度，同時(shí)提高拋光效率，使工件的表面質(zhì)量得到提高。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明保護(hù)的范圍之內(nèi)。