CN108381376B

CN108381376B - 一种超声研磨蓝宝石镜片的加工装置

Info

Publication number: CN108381376B
Application number: CN201810317426.8A
Authority: CN
Inventors: 叶林征; 贺妍; 祝锡晶
Original assignee: North University of China
Current assignee: North University of China
Priority date: 2018-04-10
Filing date: 2018-04-10
Publication date: 2020-01-24
Anticipated expiration: 2038-04-10
Also published as: CN108381376A

Abstract

一种超声研磨蓝宝石镜片的加工装置，包括支座和超声振动加载***，支座上部固定安装工作台和机床床身，机床床身前侧固定安装研磨液箱，研磨液箱上下两端面中间均开设第一通孔，第一通孔内通过密封轴承安装竖管，竖管为上下两端均为封闭，竖管的上端固定安装从动带轮，机床床身前侧固定安装竖向的电机，电机的输出轴上固定安装主动带轮，主动带轮与从动带轮之间通过传动皮带连接。本发明相对于现有的镜片加工装置结构更加简单，可以同时对多工件进行加工，自带研磨液供给***，研磨液的流出能更具转速而自动的调节，研磨头的旋转轴可以随电机转速的变化而自动发生轻微的变化，从而使研磨头对蓝宝石镜片的研磨的过程中相对位置可以时刻发生变化。

Description

一种超声研磨蓝宝石镜片的加工装置

技术领域

本发明属于超声振动研磨加工技术领域，具体地说是一种超声研磨蓝宝石镜片的加工装置。

背景技术

随着蓝宝石这个词越来越多的出现在了一些新产品的硬件参数里，“蓝宝石”的热度开始急剧升温，而且据传某一大品牌手机还会采用蓝宝石玻璃屏幕，进一步提升了蓝宝石原料的热度。资料显示蓝宝石的硬度达到了莫氏9 级，仅次于钻石，拥有比普通玻璃高出数十倍的硬度与耐摩擦力，使用蓝宝石原料打造摄像头镜片或者手机屏幕，可以极大的提高摄像头的防刮耐磨性能，保证清晰成像。由于蓝宝石相对于普通玻璃的性能上的优势，蓝宝石玻璃在手机和其他移动电子产品的应用日益广泛，必然会出现蓝宝石资源的短缺，其原因主要是由其加工工艺决定的：在加工蓝宝石镜片时，表面处理是产能最大的瓶颈之一，切割后的表面要经过2-3 个小时的双面抛光才能达到>90% 的透光率, 蓝宝石加工的特点造成其资源不可能像普通玻璃一样多，而且目前没有研究出一种有效的替代加工工艺，所以发明一种新型的蓝宝石镜片的加工工艺及装置就有着比较重大的意义。

传统的蓝宝石镜片加工装置结构复杂，需要额外的研磨液供给装置，研磨液难以随加工装置的不同工作速度而自动调节供液速度，研磨头智能进行转动而不能进行横向位置的移动，容易导致蓝宝石镜片表面出现轻微的固定研磨痕迹的情况，不利于镜片的高精度加工，传统的加工装置效率低下，难以满足现在各行各业的需求。

发明内容

本发明提供一种超声研磨蓝宝石镜片的加工装置，用以解决现有技术中的缺陷。

本发明通过以下技术方案予以实现：

一种超声研磨蓝宝石镜片的加工装置，包括支座和超声振动加载***，支座上部固定安装工作台和机床床身，机床床身前侧固定安装研磨液箱，研磨液箱上下两端面中间均开设第一通孔，第一通孔内通过密封轴承安装竖管，竖管为上下两端均为封闭，竖管的上端固定安装从动带轮，机床床身前侧固定安装竖向的电机，电机的输出轴上固定安装主动带轮，主动带轮与从动带轮之间通过传动皮带连接，竖管侧面开设两个进液孔，进液孔位于下部的第一通孔内端上侧，竖管的下端设有横管，横管的两端均为封闭，横管的两端与竖管的下端之间均通过L管固定连接，竖管与横管通过两根L管连通，横管上套装密封套管，密封套管底部开设第二通孔，横管底部中间开设条形孔，条形孔的长度方向与横管的长度方向相同，密封套管底部设有圆形的空心板，空心板为横向，空心板顶面中间开设第三通孔，第三通孔上端与第二通孔下端之间通过连接管固定连接，空心板底部固定安装研磨头，空心板外周设有圆环，圆环内侧面开设环形凹槽，空心板外圈固定安装数根横杆，横杆的外端均安装球头，球头均位于环形凹槽内部，圆环的左右两侧对称设置第一伸缩杆，第一伸缩杆的活动杆的内端与圆环侧部铰接连接，铰接轴为竖向，第一伸缩杆的固定杆的外端处设有连接架，连接架固定安装在机床床身前侧，第一伸缩杆的固定杆的外端与连接架之间铰接连接，铰接轴为竖向，第三通孔内端处设有塞柱，塞柱下端与空心板内底面中间通过第一弹力伸缩杆固定连接，弹力伸缩杆的两侧对称设置横向的配重柱，配重柱的外端与空心板内侧面之间通过第二伸缩杆固定连接，配重柱的内端与塞柱下端侧部之间均通过连杆铰接连接，密封套管上部中间固定安装竖板，竖板右侧与位于右侧的L管之间通过第二弹力伸缩杆固定连接，竖板左侧固定安装配重块，工作台上部设有安装台，安装台与工作台之间通过数根液压杆固定连接，安装台上部两侧均设有夹具，安装台上设有蓝宝石镜片固定装置，蓝宝石镜片固定装置通过夹具固定在安装台上部，蓝宝石镜片固定装置上部安装蓝宝石镜片，超声振动加载***安装在蓝宝石镜片固定装置上部，研磨液箱顶面开设注液孔，空心板底面开设数个均匀分布的流出孔。

如上所述的一种超声研磨蓝宝石镜片的加工装置，所述的蓝宝石镜片固定装置包括支撑板、真空吸盘、真空发生器、支撑钉，支撑板通过两个夹具固定安装在安装台上，真空吸盘位于支撑板上部，真空吸盘与支撑板之间通过支撑钉固定连接，真空发生器设在真空吸盘侧部，真空发生器的工作端与真空吸盘连接，蓝宝石镜片下表面吸附在真空吸盘上。

如上所述的一种超声研磨蓝宝石镜片的加工装置，所述的超声振动加载***包括X向超声振动装置、Y向超声振动装置，X向超声振动装置和Y向超声振动装置均安装在支撑板上部，X向超声振动装置与Y向超声振动装置的动力驱动端分别与真空吸盘侧部连接。

本发明的优点是：本发明相对于现有的镜片加工装置结构更加简单，可以同时对多工件进行加工，自带研磨液供给***，研磨液的流出能更具转速而自动的调节，研磨头的旋转轴可以随电机的转速的变化而自动发生轻微的变化，从而使研磨头对蓝宝石镜片的研磨的过程中相对位置可以时刻发生变化，配合超声振动加载***可以将镜片研磨的精度进一步提高，提高镜片的研磨效率。研磨头过盈配合连接与空心板底部的凹槽内，研磨液箱注入研磨液，在电机未工作时塞柱将第三通孔封闭，研磨液不能流下，本发明开始工作时，电机带动竖管转动，竖管通过两根L管带动横管转动，横管通过密封套管与连接管带动空心板转动，空心板带动研磨头对蓝宝石镜片进行研磨，空心板转动时配重柱由于离心力而发生移动，配重柱通过连杆拉动塞柱向下移动，此时研磨液经过第一通孔、竖管、L管、横管、条形孔、第二通孔、第三通孔、空心板、流出孔流出到研磨加工面上，当空心板转速提高时，由于塞柱的上端为锥形，塞柱的位置不断研磨液流出的速度就越快，该设计实现了研磨液流处速度的自动调节，不需要额外的研磨液输送装置，使结构更加简单，竖管转速提高时，配重块在离心力的作用下会带动密封套管沿横管发生位置的移动，条形孔能时刻保持与第二通孔相通，此时空心板随之发生偏移，此时空心板的中心轴与其旋转轴发生偏移而不在重合，当竖管停转时第二弹力伸缩杆可以保证密封套管处于横管中间位置，当竖管转速不同时空心板的中心轴与其旋转轴偏移的距离是随时发生变化的，电机可以通过控制器的控制进行非恒定转速工作，此时空心板的中心轴与其旋转轴偏移的距离不断发生变化，可以提高研磨头的研磨面积，还可以避免研磨头的旋转中心不变而导致蓝宝石镜片表面出现轻微的固定研磨痕迹的情况，通过该设计可以有效的提高蓝宝石镜片的研磨精度和效率，连接架、第一伸缩杆、圆环、横杆、球头、环形凹槽的配合可以保证空心板转动时保持上下方向的稳定，保证了研磨的精度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的结构示意图；图2是图1的Ⅰ部的局部放大图；图3是图2的A向视图的放大图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动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。

一种超声研磨蓝宝石镜片的加工装置，如图所示，包括支座1和超声振动加载***39，支座1上部固定安装工作台2和机床床身3，机床床身3前侧固定安装研磨液箱4，研磨液箱4上下两端面中间均开设第一通孔5，第一通孔5内通过密封轴承安装竖管6，竖管6为上下两端均为封闭，竖管6的上端固定安装从动带轮7，机床床身3前侧固定安装竖向的电机8，电机8的输出轴上固定安装主动带轮9，主动带轮9与从动带轮7之间通过传动皮带10连接，竖管6侧面开设两个进液孔11，进液孔11位于下部的第一通孔5内端上侧，竖管6的下端设有横管12，横管12的两端均为封闭，横管12的两端与竖管6的下端之间均通过L管13固定连接，竖管6与横管12通过两根L管13连通，横管12上套装密封套管14，密封套管14底部开设第二通孔15，横管12底部中间开设条形孔16，条形孔16的长度方向与横管12的长度方向相同，密封套管14底部设有圆形的空心板17，空心板17为横向，空心板17顶面中间开设第三通孔18，第三通孔18上端与第二通孔15下端之间通过连接管19固定连接，空心板17底部固定安装研磨头20，空心板17外周设有圆环21，圆环21内侧面开设环形凹槽22，空心板17外圈固定安装数根横杆23，横杆23的外端均安装球头24，球头24均位于环形凹槽22内部，圆环21的左右两侧对称设置第一伸缩杆25，第一伸缩杆25的活动杆的内端与圆环21侧部铰接连接，铰接轴为竖向，第一伸缩杆25的固定杆的外端处设有连接架26，连接架26固定安装在机床床身3前侧，第一伸缩杆25的固定杆的外端与连接架26之间铰接连接，铰接轴为竖向，第三通孔18内端处设有塞柱27，塞柱27下端与空心板17内底面中间通过第一弹力伸缩杆28固定连接，弹力伸缩杆28的两侧对称设置横向的配重柱29，配重柱29的外端与空心板17内侧面之间通过第二伸缩杆30固定连接，配重柱29的内端与塞柱27下端侧部之间均通过连杆42铰接连接，密封套管14上部中间固定安装竖板31，竖板31右侧与位于右侧的L管13之间通过第二弹力伸缩杆32固定连接，竖板31左侧固定安装配重块33，工作台2上部设有安装台34，安装台34与工作台2之间通过数根液压杆35固定连接，安装台34上部两侧均设有夹具36，安装台34上设有蓝宝石镜片固定装置37，蓝宝石镜片固定装置37通过夹具36固定在安装台34上部，蓝宝石镜片固定装置37上部安装蓝宝石镜片38，超声振动加载***39安装在蓝宝石镜片固定装置37上部，研磨液箱4顶面开设注液孔40，空心板17底面开设数个均匀分布的流出孔41。本发明相对于现有的镜片加工装置结构更加简单，可以同时对多工件进行加工，自带研磨液供给***，研磨液的流出能更具转速而自动的调节，研磨头20的旋转轴可以随电机8的转速的变化而自动发生轻微的变化，从而使研磨头20对蓝宝石镜片38的研磨的过程中相对位置可以时刻发生变化，配合超声振动加载***39可以将镜片研磨的精度进一步提高，提高镜片的研磨效率。研磨头20过盈配合连接与空心板17底部的凹槽内，研磨液箱4注入研磨液，在电机8未工作时塞柱27将第三通孔18封闭，研磨液不能流下，本发明开始工作时，电机8带动竖管6转动，竖管6通过两根L管13带动横管12转动，横管12通过密封套管14与连接管19带动空心板17转动，空心板17带动研磨头20对蓝宝石镜片28进行研磨，空心板17转动时配重柱29由于离心力而发生移动，配重柱29通过连杆42拉动塞柱27向下移动，此时研磨液经过第一通孔11、竖管6、L管13、横管12、条形孔16、第二通孔15、第三通孔18、空心板17、流出孔41流出到研磨加工面上，当空心板17转速提高时，由于塞柱27的上端为锥形，塞柱27的位置不断研磨液流出的速度就越快，该设计实现了研磨液流处速度的自动调节，不需要额外的研磨液输送装置，使结构更加简单，竖管6转速提高时，配重块33在离心力的作用下会带动密封套管14沿横管12发生位置的移动，条形孔16能时刻保持与第二通孔15相通，此时空心板17随之发生偏移，此时空心板17的中心轴与其旋转轴发生偏移而不在重合，当竖管6停转时第二弹力伸缩杆32可以保证密封套管14处于横管12中间位置，当竖管6转速不同时空心板17的中心轴与其旋转轴偏移的距离是随时发生变化的，电机8可以通过控制器的控制进行非恒定转速工作，此时空心板17的中心轴与其旋转轴偏移的距离不断发生变化，可以提高研磨头20的研磨面积，还可以避免研磨头20的旋转中心不变而导致蓝宝石镜片38表面出现轻微的固定研磨痕迹的情况，通过该设计可以有效的提高蓝宝石镜片38的研磨精度和效率，连接架26、第一伸缩杆25、圆环21、横杆23、球头24、环形凹槽22的配合可以保证空心板17转动时保持上下方向的稳定，保证了研磨的精度。

具体而言，如图所示，本实施例所述的蓝宝石镜片固定装置37包括支撑板371、真空吸盘372、真空发生器373、支撑钉374，支撑板371通过两个夹具36固定安装在安装台34上，真空吸盘372位于支撑板371上部，真空吸盘372与支撑板371之间通过支撑钉374固定连接，真空发生器373设在真空吸盘372侧部，真空发生器373的工作端与真空吸盘372连接，蓝宝石镜片38下表面吸附在真空吸盘372上。通过该设计可以非常方便的对蓝宝石镜片固定装置37进行安装，通过真空吸盘372对蓝宝石镜片38进行吸附，方便对蓝宝石镜片38进行安装，同时不易对镜片造成损伤。

具体的，如图所示，本实施例所述的超声振动加载***39包括 X向超声振动装置391、Y向超声振动装置392，X向超声振动装置391和Y向超声振动装置392均安装在支撑板371上部，X向超声振动装置391与Y向超声振动装置392的动力驱动端分别与真空吸盘372侧部连接。该设计能有效的提高蓝宝石镜片28的研磨效率和效果。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims

1.一种超声研磨蓝宝石镜片的加工装置，其特征在于：包括支座（1）和超声振动加载***（39），支座（1）上部固定安装工作台（2）和机床床身（3），机床床身（3）前侧固定安装研磨液箱（4），研磨液箱（4）上下两端面中间均开设第一通孔（5），第一通孔（5）内通过密封轴承安装竖管（6），竖管（6）为上下两端均为封闭，竖管（6）的上端固定安装从动带轮（7），机床床身（3）前侧固定安装竖向的电机（8），电机（8）的输出轴上固定安装主动带轮（9），主动带轮（9）与从动带轮（7）之间通过传动皮带（10）连接，竖管（6）侧面开设两个进液孔（11），进液孔（11）位于下部的第一通孔（5）内端上侧，竖管（6）的下端设有横管（12），横管（12）的两端均为封闭，横管（12）的两端与竖管（6）的下端之间均通过L管（13）固定连接，竖管（6）与横管（12）通过两根L管（13）连通，横管（12）上套装密封套管（14），密封套管（14）底部开设第二通孔（15），横管（12）底部中间开设条形孔（16），条形孔（16）的长度方向与横管（12）的长度方向相同，密封套管（14）底部设有圆形的空心板（17），空心板（17）为横向，空心板（17）顶面中间开设第三通孔（18），第三通孔（18）上端与第二通孔（15）下端之间通过连接管（19）固定连接，空心板（17）底部固定安装研磨头（20），空心板（17）外周设有圆环（21），圆环（21）内侧面开设环形凹槽（22），空心板（17）外圈固定安装数根横杆（23），横杆（23）的外端均安装球头（24），球头（24）均位于环形凹槽（22）内部，圆环（21）的左右两侧对称设置第一伸缩杆（25），第一伸缩杆（25）的活动杆的内端与圆环（21）侧部铰接连接，铰接轴为竖向，第一伸缩杆（25）的固定杆的外端处设有连接架（26），连接架（26）固定安装在机床床身（3）前侧，第一伸缩杆（25）的固定杆的外端与连接架（26）之间铰接连接，铰接轴为竖向，第三通孔（18）内端处设有塞柱（27），塞柱（27）下端与空心板（17）内底面中间通过第一弹力伸缩杆（28）固定连接，弹力伸缩杆（28）的两侧对称设置横向的配重柱（29），配重柱（29）的外端与空心板（17）内侧面之间通过第二伸缩杆（30）固定连接，配重柱（29）的内端与塞柱（27）下端侧部之间均通过连杆（42）铰接连接，密封套管（14）上部中间固定安装竖板（31），竖板（31）右侧与位于右侧的L管（13）之间通过第二弹力伸缩杆（32）固定连接，竖板（31）左侧固定安装配重块（33），工作台（2）上部设有安装台（34），安装台（34）与工作台（2）之间通过数根液压杆（35）固定连接，安装台（34）上部两侧均设有夹具（36），安装台（34）上设有蓝宝石镜片固定装置（37），蓝宝石镜片固定装置（37）通过夹具（36）固定在安装台（34）上部，蓝宝石镜片固定装置（37）上部安装蓝宝石镜片（38），超声振动加载***（39）安装在蓝宝石镜片固定装置（37）上部，研磨液箱（4）顶面开设注液孔（40），空心板（17）底面开设数个均匀分布的流出孔（41）。

2.根据权利要求1所述的一种超声研磨蓝宝石镜片的加工装置，其特征在于：所述的蓝宝石镜片固定装置（37）包括支撑板（371）、真空吸盘（372）、真空发生器（373）、支撑钉（374），支撑板（371）通过两个夹具（36）固定安装在安装台（34）上，真空吸盘（372）位于支撑板（371）上部，真空吸盘（372）与支撑板（371）之间通过支撑钉（374）固定连接，真空发生器（373）设在真空吸盘（372）侧部，真空发生器（373）的工作端与真空吸盘（372）连接，蓝宝石镜片（38）下表面吸附在真空吸盘（372）上。

3.根据权利要求2所述的一种超声研磨蓝宝石镜片的加工装置，其特征在于：所述的超声振动加载***（39）包括 X向超声振动装置（391）、Y向超声振动装置（392），X向超声振动装置（391）和Y向超声振动装置（392）均安装在支撑板（371）上部，X向超声振动装置（391）与Y向超声振动装置（392）的动力驱动端分别与真空吸盘（372）侧部连接。