| 申请日： | 2008年09月19日 |
| 公开日： | |
| 授权公告日： | 2009年08月19日 |
| 申请人/专利权人： | 潘吕娇 |
| 申请人地址： | 浙江省临海市杜桥镇长乐二巷23号 |
| 发明设计人： | 潘吕娇 |
| 专利代理机构： | 北京同恒源知识产权代理有限公司 |
| 代理人： | 赵荣之 |
| 专利类型： | 实用新型专利 |
| 分类号： | B24B9/16 |
技术领域
本实用新型涉及水晶加工设备领域，特别涉及一种用于水晶抛磨加工的水 晶自动抛磨机。
背景技术
现有的水晶抛磨机结构较为简单，其抛磨装置部分包括了固定水钻夹具的 铝排固定架，铝排固定架上设置有旋转电机，旋转电机与设在铝排内的蜗杆传 动连接，从而可以实现每个水钻的自动转换抛磨切面，在铝排固定架的后端通 过连杆连接有抬头汽缸，以杠杆原理实现铝排固定架的抬起和落下，从而可以 方便地更换铝排而不需要停机，但是，现有的设备存在以下不足：
1.加工效率较低，磨盘的利用率不高，并且磨盘的更换用时较长；
2.只适合加工一些只有两个角度切面的低端水钻，无法加工具有多种角度切 面的高端水钻和异性钻；
因此，需要一种水晶自动抛磨机，通过在原有结构上进行改进，能够大大 提高抛磨加工的效率和设备利用率，可以实现水晶坯件的多个切面和多个角度 切面的、全自动的抛磨加工。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种水晶自动抛磨机，通过在原有结 构上进行改进，能够大大提高抛磨加工的效率和设备利用率，可以实现水晶坯 件的多个切面和多个角度切面的、全自动的抛磨加工。
本实用新型的水晶自动抛磨机，包括机架、铝排、转面装置、转角度装置 和抛磨装置，所述抛磨装置包括磨盘与磨盘转动电机，所述磨盘上设置有磨盘 主轴，所述磨盘主轴与磨盘转动电机传动连接，所述机架上设置有导轨，所述 导轨上设置有滑块，所述滑块通过滑动驱动装置在导轨上前后滑动；
所述滑块上设置有摆动支架，所述铝排通过铝排固定装置设置在摆动支架 的下端，所述铝排上沿径向设置有至少一个水晶夹持装置，所述水晶夹持装置 包括夹头，所述水晶夹持装置与转面装置相连；所述摆动支架连接有转角度装 置；
在机架上沿导轨延伸方向设置有至少两套抛磨装置；
进一步，所述转面装置包括转面蜗轮轴和转面蜗杆，所述转面蜗轮轴沿铝 排的径向设置，所述转面蜗轮轴的下端的轴体与夹头相连，所述转面蜗杆沿铝 排的轴向设置，所述转面蜗轮轴上端的蜗轮体与转面蜗杆采用蜗杆连接，所述 转面装置还包括有转面步进电机，所述转面蜗杆的传动端通过联轴装置与转面 步进电机传动连接；
所述联轴装置包括套筒I与套筒II，所述套筒I与转面步进电机的传动轴相 连，所述套筒II与转面蜗杆II一端相连，所述套筒II通过套入套筒I实现联轴 作用；
进一步，所述滑动驱动装置包括滚珠螺母、滚珠丝杠、同步带、同步带轮 和滑动驱动电机，所述滚珠螺母与滑块相连，所述滚珠丝杠与同步带相连，所 述同步带通过同步带轮与滑动驱动电机传动连接。
进一步，所述转角度装置包括转角蜗杆、转角蜗轮和转角度步进电机，所 述转角蜗杆与转面蜗轮啮合连接，所述转角蜗杆的传动端与转角度步进电机传 动连接；所述转面蜗轮通过设置在几何中心处的固定装置与摆动支架的一端相 对固定连接；
进一步，所述转角蜗杆为双头转角蜗杆，所述转面蜗轮包括转角蜗轮I和转 角蜗轮II，所述转角蜗杆的左旋端与转角蜗轮I啮合连接，所述转角蜗杆的右旋 端与转角蜗轮II啮合连接，所述摆动支架为分离式结构，所述转角蜗轮I和转 角蜗轮II背向转动，带动与其分别连接的摆动支架背向摆动；
进一步，所述抛磨装置还包括磨盘升降调整装置，所述磨盘升降调整装置 包括主轴升降内套、主轴外套、丝杠装置和升降步进电机，所述磨盘主轴设置 在主轴升降内套内，所述主轴升降内套套装在主轴外套内，所述主轴升降内套 通过滑动支板与丝杠装置相连，所述丝杠装置与升降步进电机传动连接；
进一步，所述转角度装置还包括蜗轮转动检测装置，所述蜗轮转动检测装 置包括蜗轮检测杆和蜗轮检测杆接近开关，所述蜗轮检测杆设置在转角蜗轮的 外圆周上，所述蜗轮检测杆接近开关设置在转角蜗轮的侧面；
进一步，还包括磨盘高度检测装置，所述磨盘高度检测装置包括检测杆， 所述检测杆与主轴升降内套通过连接件相连，所述检测杆上还设置有检测套， 与检测套相对应的位置设置有接近开关；
进一步，所述铝排固定装置包括锁紧轴、锁紧手柄和固定卡板，所述锁紧 轴与固定卡板相连，所述铝排的上端设置有与固定卡板相配合的夹紧结构，所 述锁紧手柄与锁紧轴螺纹配合，通过操作锁紧手柄使固定卡板向铝排上端移动 而夹紧铝排，所述铝排的下端设置有燕尾，所述摆动架的下端对应设置有燕尾 槽；
进一步，所述导轨为平行设置的双导轨，所述抛磨装置为三套，沿导轨延 伸方向依次设置在导轨之间的机架上，所述三套抛磨装置的磨盘分别为粗磨磨 盘、细磨磨盘和抛光磨盘。
本实用新型的有益效果是：本实用新型通过结构的改进，通过转面电机 与设置在铝排上的水晶夹持装置的蜗杆传动连接来实现每个水晶坯件抛磨切 面的自动转换；同时通过摆动支架与蜗轮转轴连接，使得转角度电机可以通 过蜗轮蜗杆控制铝排及水晶坯件实现各种角度切面的自动切换；并且，通过 升降电机来控制磨盘的自动升降，从而实现了水晶坯件的多个切面和多个角 度切面的全自动控制的抛磨加工；并且，通过在机架上同时设置多套磨盘装 置，本实用新型由一次装夹即可完成多个流程，该机既有可靠使用性能，又 简便快速，增加水晶球加工效益。降低了安全隐患。
本实用新型的其他优点、目标，和特征在某种程度上将在随后的说明书 中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员 而言将是显而易见的，或者可以从本实用新型的实践中得到教导。本实用新 型的目标和其他优点可以通过下面的说明书和权利要求书来实现和获得。
附图说明
为了使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图 对本实用新型作进一步的详细描述，其中：
图1为本实用新型主视图；
图2为本实用新型的侧视图；
图3为图2在位置A的放大示意图；
图4为本实用新型的俯视图。
具体实施方式
以下将参照附图，对本实用新型的优选实施例进行详细的描述。应当理 解，优选实施例仅为了说明本实用新型，而不是为了限制本实用新型的保护范 围。
1-机架；2-磨盘(粗磨磨盘2a；细磨磨盘2b；抛光磨盘2c)；3-磨盘转动电 机；4-磨盘主轴；5-导轨；6-滑块；7-固定板；8-摆动支架；9-铝排；10-夹头； 11-转面蜗轮轴；12-转面蜗杆；13-转面步进电机；14-套筒I；15-套筒II；16- 滚珠螺母；17-滚珠丝杠；18-同步带；19-同步带轮；20-滑动驱动电机；21-转 角蜗杆；22-转角度步进电机；23-转角蜗轮I；24-转角蜗轮II；25-主轴升降内 套；26-主轴外套；27-丝杠装置；28-升降步进电机；29-检测杆；31-检测套；32- 接近开关；33-锁紧轴；34-锁紧手柄；35-固定卡板；36-弹簧；37-铝排衬板； 38-水晶坯体；39-蜗轮检测杆；40-蜗轮检测杆接近开关。
如图1、图2所示，本实用新型的水晶自动抛磨机，包括机架1和抛磨装置， 机架1的两侧分别设置有导轨5，所述导轨5上设置有滑块6，所述滑块6上设 置有固定板7；所述滑块6通过滑动驱动装置在导轨5上前后滑动；滑动驱动装 置包括滚珠螺母16、滚珠丝杠17、同步带18、同步带轮19和滑动驱动电机20， 滚珠螺母16与滑块相连，滚珠丝杠17与同步带相连，同步带18通过同步带轮 19与滑动驱动电机20传动连接。
抛磨装置设置在机架1上，抛磨装置包括磨盘2与磨盘转动电机3，所述磨 盘2的几何中心处设置有磨盘主轴4，所述磨盘主轴4与磨盘转动电机3传动连 接。
抛磨装置还包括磨盘升降调整装置，磨盘升降调整装置包括主轴升降内套 25、主轴外套26、丝杠装置27和升降步进电机28，所述主轴设置在主轴升降 内套25内，所述主轴升降内套25套装在主轴外套26内，所述主轴升降内套25 通过滑动支板与丝杠装置27相连，所述丝杠装置27与升降步进电机28传动连 接。
为了便于对磨盘的升降高度进行检测，本实用新型设置了磨盘高度检测装 置，所述磨盘高度检测装置包括检测杆29，所述检测杆29与主轴升降内套25 通过连接件相连，所述检测杆29上还设置有检测套31，与检测套31相对一端 的固定架上设置有接近开关32，所述磨盘2的零点位置可以通过检测套检测套 31和接近开关32的对应位置来确定。
在固定板7之间设置有摆动支架8，摆动支架8的下端通过铝排固定装置固 定设置有铝排9，铝排9上沿径向设置有多个水晶夹持装置。
为了实现水晶加工的角度控制，摆动支架8连接有转角度装置。转角度装 置包括转角蜗杆21、转角蜗轮和转角步进电机22，转角蜗杆21与转角蜗轮啮 合连接，转角蜗杆21的传动端与转角步进电机22传动连接；转角蜗轮通过设 置在几何中心处的固定装置与摆动支架8的一端相对固定连接。
本实用新型中，为了提高加工效率，转角蜗杆21为双头转角蜗杆，转角蜗 轮包括转角蜗轮I 23和转角蜗轮II 24，转角蜗杆21的左旋端与转角蜗轮I23啮 合连接，转角蜗杆21的右旋端与转角蜗轮II 24啮合连接，摆动支架8为分离式 结构，分为分别与转角蜗轮I 23和转角蜗轮II 24连接的两部分，每部分都带有 多个水晶夹持装置，转角蜗轮I 23和转角蜗轮II 24背向转动，带动与其分别连 接的摆动支架背向摆动。
为进一步增强对加工角度进行控制的能力，转角度装置还包括蜗轮转动检 测装置，蜗轮转动检测装置包括蜗轮检测杆39和蜗轮检测杆接近开关40，蜗轮 检测杆39设置在转角蜗轮的外圆周上，所述蜗轮检测杆接近开关40设置在转 角蜗轮的侧面，通过蜗轮检测杆39和蜗轮检测杆接近开关40测知转角蜗轮的 原始角度。
铝排固定装置包括锁紧轴33、锁紧手柄34和固定卡板35，锁紧轴33与固 定卡板35相连，铝排的上端设置有与固定卡板35相配合的夹紧结构，锁紧手 柄34与锁紧轴33螺纹配合，通过操作锁紧手柄34使固定卡板35向铝排上端 移动而夹紧铝排，铝排的下端设置有燕尾，所述摆动架的下端对应设置有燕尾 槽。
如图3所示，水晶夹持装置包括夹头10和转面装置；转面装置包括转面蜗 轮轴11和转面蜗杆12，沿铝排9的径向设置的转面蜗轮轴11下端的轴体与夹 头10相连，转面蜗轮轴11上端的蜗轮体与沿铝排轴向设置的转面蜗杆12采用 蜗杆连接，转面装置还包括有转面步进电机13，转面蜗杆12的传动端通过联轴 装置与转角度步进电机13传动连接，联轴装置包括套筒I 14与套筒II 15，套筒 I 14与转面步进电机13的传动轴相连，套筒II 15与转面蜗杆的传动端相连，套 筒II 15通过套入套筒I 14实现联轴作用，转面蜗轮轴11上端的蜗轮体与铝排 上端的铝排衬板37之间设置有弹簧36，以起到限位和减震的效果。
如图4所示，为了提高自动化程度，本实施例的抛磨装置为三套，沿导轨 延伸方向依次设置在导轨5之间的机架上，三套抛磨装置的磨盘分别为粗磨磨 盘2a、细磨磨盘2b和抛光磨盘2c。
本实施例的工作过程如下：
1.设置磨盘高度：通过磨盘升降调整装置和磨盘高度检测装置来设置磨盘的 零点位置。
2.水晶坯体到位：转角步进电机22反向旋转，则与其连接的转角蜗杆21转 动，蜗杆的左旋端与转角蜗轮I 23啮合，蜗杆的右旋端与转角蜗轮II 24啮合， 两个蜗轮背向转动，分别带动与其连接的摆动支架8背向摆动，带动铝排9摆 动，当蜗轮转到所设定的角度，即水晶球胚38转到所设定的行高时，转角步进 电机停止工作。
3.磨抛：1)粗磨：粗磨电动机工作，通过磨盘主轴4转动带动粗磨磨盘 2a旋转；同时，升降步进电机转动，通过滚珠丝杆17带动滚珠螺母16上移， 则螺母固定板上升，与其连接的滑动支板带动主轴升降内套上升，带动磨盘 主轴4上升，粗磨磨盘2a上升到设定行高，从水晶球胚38的底端开始进行 磨削加工；
当磨削到设定的加工量时，即加工好第一面，转面步进电机13工作，通 过联轴装置带动铝排中的转面蜗杆轴11旋转，使转面蜗轮轴11带动夹头3 旋转，即水晶球胚38转到所设定的面转角度时，转面步进电机13停止工作， 磨盘升降机构上升到所设定的行高度，磨削球胚加工表面，即为第二面，再 下个的面加工同此。
水晶坯体38的上半球粗磨完工后，粗磨电动机停止工作，磨盘升降机构 下降到接近开关32的设定位置时，停止下降进行复位。
转角步进电机22正向旋转，则与其连接的转角蜗杆21转动，蜗杆的左 旋端与转角蜗轮I 23啮合、蜗杆的右旋端与转角蜗轮II 24啮合，两个蜗轮 相向转动，分别带动与其连接的摆动支架相向摆动进行复位。
2)精磨：滑动驱动电机20工作，通过同步带18和同步带轮19与其连 接的滚珠丝杆17转动，使滚珠螺母16作直线运动，带动滑块6沿着导轨7 滑动，带动整个装夹机构向左移动，当接触到精磨砂轮2b的摆动接近开关时， 电机20停转；通过磨盘升降装置使精磨磨盘2b上升到设定的行高时进行磨 削，其具体的每行每面的磨削流程同上粗磨过程；
当精磨完成后，精磨电动机停转，磨盘升降步进电机复位后，转角步进 电机复位，转面步进电机复位。
3)抛光：滑动驱动电机20再次工作，带动整个装夹机构在导轨7上向 左移动，接触到抛光磨盘2c摆动接近开关时，滑动驱动电机20停转。
抛光磨盘2c上升到零点位置，滑动驱动电机20通过各零部件带动整个 装夹机构从抛光磨盘中心位置作来回工作(其行程约为60mm)，抛光磨盘 2c上升进行磨削，其工作流程同上。
当水晶上半球抛光完工后，卸下半成品的水晶球，调头放入设置在铝排 上的其它夹具中继续加工下球面，其粗磨、细磨、抛光流程的原理也同上。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制， 尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员 应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离 本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。
