专利名称：一种水晶玻璃球磨面加工机的制作方法
技术领域：
本发明属于水晶磨削加工设备领域，特别是涉及一种可以一次性完成大批量水晶玻璃球加工的磨面加工机。
背景技术：
目前常见的水晶玻璃球磨面加工机一般地由机架、动力传动机构、磨盘、二组水晶球磨面调整机构、用于设置每组水晶球磨面调整机构的一对摆臂机构、用于使一对摆臂机构的摆臂实现开合的摆臂调节机构、用于把待加工的水晶球坯夹持的铝排等组成，这种结构配置基本上能满足对水晶球的磨面加工，即把水晶球坯依需磨制成具有多个三角平面的成品水晶球。目前所见的水晶玻璃球磨面加工机的机架上都只有一个磨盘机构及拖架机构，磨盘机构都是单一的一个中心磨盘，中心磨盘通过中心转轴与磨盘电机传动连接，这样，磨盘的盘面尺寸大小决定了铝排的长度大小，即一次所能加工的水晶球坯个数受到限制，而直接增大磨盘的盘面尺寸，一则会因为盘面过大导致线速度差异过大，进而导致同组次加工的水晶球坯的磨削抛光程度差异太大，无法保证品质，二则会因为盘面过大、电机非对称驱动导致机台的振动剧烈、稳定性差，需要极大质量的机架来提高稳定性、减少振动，成本高而且效果并不理想。
发明内容
为了解决上述的技术问题，本发明的目的是提供一种水晶玻璃球磨面加工机，可以一次性完成大批量水晶玻璃球的磨面加工，同时具有振动小、稳定性好、结构简单、使用可靠、生产效率高、加工品质稳定、制造成本合理等特点。
为了达到上述的目的，本发明采用了以下的技术方案一种水晶玻璃球磨面加工机，包括机架，所述机架上设有两个磨盘机构，每个磨盘机构包括一中心磨盘和至少一个套设在中心磨盘外的环形磨盘，其中，所述中心磨盘通过设置在机架上的中心转轴与驱动机构传动连接，所述环形磨盘设置在与中心转轴同轴但独立转动的支撑座上，支撑座与驱动机构传动连接；所述机架上水平滑动设置有与两个磨盘机构相配合的拖架机构，拖架机构与设在机架上的拖架往返运动机构连接，所述拖架机构包括拖架基架和与拖架基架竖直滑动连接的支架，支架上设有一对工件磨面角度调整机构，工件磨面角度调整机构上设有夹持水晶玻璃球的铝排和连接铝排的工件旋转电机，其中，所述拖架基架上设有步进电机，步进电机输出端连接有丝杆，丝杆与支架螺纹连接。
通过设置一个中心磨盘、多个环形磨盘，使相临磨盘之间具有不同的转速，使多个盘面的线速度差异减小，磨抛速度和磨抛程度趋于一致，从而使其所能加工的铝排的长度、单次加工水晶球坯的个数不再因为磨盘的盘面大小、线速度差异过大而受到限制；通过在一个机架上设置对称的两个磨盘机构和与其配合的拖架机构，使得因盘面过大、电机非对称驱动导致机台的振动和不稳定可以通过对称的结构来抵消中和，从而达到降低成本、提高品质的要求。
作为优选，上述磨盘机构中心磨盘外套有一个环形磨盘，上述驱动机构包括设在机架上与两个环形磨盘的支撑座带传动连接的环形磨盘电机和与两个中心磨盘的中心转轴带传动连接的中心磨盘电机。
一个中心磨盘外套一个环形磨盘，是现有的生产规模、成本及品质控制和制造水平可以达到的一个较好的平衡点；一个环形磨盘电机驱动两个环形磨盘，一个中心磨盘电机驱动两个中心磨盘，避免了原来的单机头水晶玻璃球磨面加工机(即一个磨盘机构及拖架机构)因为电机非对称驱动存在的振动大、单次加工的水晶玻璃球数量很有限的问题。
作为优选，上述拖架基架由上顶板、方框形的底板和竖直设置的四根导向杆构成，导向杆上套设有导向滑块，导向滑块固定连接支架；上述导向滑块为直线轴承，上述导向杆为与之相匹配的直线光轴。
采用固定有铝排的支架和拖架基架竖直滑动连接的方式，通过升降支架来完成水晶球坯相对于磨盘磨面的相对高度的调整，避免了升降磨盘带来的结构复杂、容易失效、成本高、使用寿命短等问题，而且步进电机可以通过程序精确控制支架的升降高度，具有结构简单、快捷可靠、升降精度高等优点。
作为优选，上述工件磨面角度调整机构包括固定有铝排和工件旋转电机的固定架，固定架通过两端的转轴与支架转动连接，上述支架一侧固定有步进电机，步进电机的输出端连接有丝杆，丝杆与设在转轴上的齿轮啮合；上述齿轮为蜗轮，上述丝杆为蜗杆。
采用交错轴齿轮传动的方法，通过步进电机转动丝杆、丝杆带动齿轮进而带动固定铝排的固定架转动，最终达到调整工件的磨面角度的目的，具有结构简单、使用可靠、定位准确、不需要另设角度定位装置等优点。
作为优选，上述拖架往返运动机构包括一通过转轴水平转动设置在机架上的摆杆，摆杆前端伸入设在拖架基座底部的两限位杆中间，所述摆杆上活动连接有两个气杆的伸缩杆，所述的两个气杆相对转轴中心对称，所述气杆尾端与机架铰接。
由气杆、摆杆和限位杆组成推动结构，使拖架在气杆的带动下自动、稳定地做水平往复直线运动，两个拖架机构交错、相对做往返运动，使得机台工作的振动减小，稳定性提高，提高了生产效率和质量。
作为优选，上述铝排包括铝排主体，铝排主体上排列设有至少4个水晶玻璃球夹紧机构，水晶玻璃球夹紧机构上套设有蜗轮，蜗轮与贯穿铝排主体的蜗杆啮合传动，蜗杆上设有与工件旋转电机传动连接的半联轴器，所述蜗杆中间部位套设有至少一个支撑轴承，支撑轴承的外圈嵌设在铝排主体相应的卡槽内，支撑轴承的内圈与蜗杆配合。
通过在蜗杆中间部位套设支撑轴承，使蜗杆不容易弯曲变形，同时使蜗杆的转动摩擦转化为支撑轴承内的滚动摩擦，具有使用寿命长、蜗杆转动阻尼小等优点，使得铝排的长度增加、水晶玻璃球夹紧机构数量增多不再因为蜗杆的长度而受到限制。
作为优选，上述铝排主体嵌设支撑轴承的卡槽底部设有螺纹孔，螺纹孔内螺纹连接有螺丝，螺丝与支撑轴承的外圈径向相抵接触，这样可以方便的调节支撑轴承的位置；上述铝排主体上设有10个水晶玻璃球夹紧机构和3个支撑轴承，这是现有的生产规模、成本及品质控制和制造水平可以达到的一个较好的平衡点。
本发明由于采用了以上的技术方案，通过设置一个中心磨盘、多个环形磨盘，使相临磨盘之间具有不同的转速，使其所能加工的铝排的长度、单次加工水晶球坯的个数不再因为磨盘的盘面大小、线速度差异过大而受到限制；通过在一个机架上设置对称的两个磨盘机构和与其配合的拖架机构，使得因盘面过大、电机非对称驱动导致机台的振动和不稳定可以通过对称的结构来抵消中和，从而达到降低成本、提高品质的要求。本发明可以一次性完成大批量水晶玻璃球的磨面加工，同时具有振动小、稳定性好、结构简单、使用可靠、生产效率高、加工品质稳定、制造成本合理等特点。
图1是本发明的结构示意图。
图2是图1中双拖架机构的结构示意图。
图3是图2中单拖架机构的结构示意图。
图4是图3的侧面结构示意图。
图5是图1中磨盘机构的结构示意图。
图6是图2中拖架往返运动机构的设置示意图。
图7是图1中铝排的结构示意图。
图8是图7中铝排的A-A向剖视图。
具体实施例方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式
做一个详细的说明。
实施例1如图1、图2所示的一种水晶玻璃球磨面加工机，包括机架9，机架9上设有两个磨盘机构，每个磨盘机构包括一中心磨盘5和至少一个套设在中心磨盘5外的环形磨盘6，其中，所述中心磨盘5通过设置在机架9上的中心转轴51与驱动机构传动连接，所述环形磨盘6设置在与中心转轴51同轴但独立转动的支撑座4上，支撑座4与驱动机构传动连接；所述机架9上水平滑动设置有与两个磨盘机构相配合的拖架机构3，拖架机构3与设在机架9上的拖架往返运动机构连接，所述拖架机构3包括拖架基架和与拖架基架竖直滑动连接的支架18，支架18上设有一对工件磨面角度调整机构，工件磨面角度调整机构上设有夹持水晶玻璃球1的铝排2和连接铝排2的工件旋转电机12，其中，所述拖架基架上设有步进电机16，步进电机16输出端连接有丝杆17，丝杆17与支架18螺纹连接。
如图5所示，本实施例中，上述磨盘机构中心磨盘5外套有一个环形磨盘6，所述驱动机构包括设在机架9上与两个环形磨盘6的支撑座4带传动连接的环形磨盘电机8和与两个中心磨盘5的中心转轴51带传动连接的中心磨盘电机7，其中，所述环形磨盘6的盘面与中心磨盘5的盘面平齐，并且相互独立转动；上述中心转轴51通过轴承或者外设套筒内设转轴的方式固定在机架9上，中心转轴51上端固定有中心磨盘5，下端固定有带轮，带轮与中心磨盘电机7带传动连接；上述环形磨盘6的支撑座4通过平面轴承支撑固定在机架9上，通过轴承与中心转轴51同轴固定，支撑座4中央下延有凸台，凸台上套设有带轮，带轮与环形磨盘电机8带传动连接；上述环形磨盘6与支撑座4通过自下而上的螺丝固定，也可以通过凸台、卡槽扣合等方式连接同步转动。
如图3、图4所示，上述拖架基架由上顶板15、方框形的底板20和竖直设置的四根导向杆13构成，导向杆13上套设有导向滑块14，导向滑块14固定连接支架18，支架18通过导杆滑套的形式与拖架基架竖直滑动连接；本实施例中，导向滑块14为直线轴承，所述导向杆13为与之相匹配的直线光轴；上述丝杆17通过轴承轴向固定在上顶板15上，丝杆17上螺纹连接有螺帽，螺帽固定在支架18上，丝杆17通过联轴器与步进电机16输出轴固定连接(均为现有技术，故图上未画出)；在上述拖架基架上设置有支架18升降的上下限位开关用于限定支架的升降范围，其位置可以设置在导向杆13附近，由导向滑块14来触发开关信号，也可以设置在上顶板15上，由支架18顶板来触发开关信号等。
如图3、图4所示，上述工件磨面角度调整机构包括固定有铝排2和工件旋转电机12的固定架10(即现有技术中的摆臂机构)，固定架10两端设有转轴27，转轴27通过轴承固定在支架18的两侧壁上并可以自如转动，所述支架18一侧固定有步进电机19，步进电机19的输出端连接有丝杆30，丝杆30与套设在转轴27伸出支架18伸出端上的齿轮29啮合；上述齿轮29为蜗轮，上述丝杆30为蜗杆，采用蜗轮蜗杆传动比普通的交错轴齿轮传动结构更加紧凑、传动更加平稳、噪声和振动更加小；本实施例中，支架18上设有两组相对称的固定铝排2的固定架10，分别通过两个步进电机19独立驱动、一起转动；上述丝杆30通过轴承座28架设在支架18的侧壁上，支架18是正面为∏形、两侧及上部中间为墙板的支架，支架下部通过两个支撑杆21支撑牢固；本工件磨面角度调整机构不需要另设角度定位装置，只需根据规格将步进电机19的步距角换算成固定架10的转动角度直接存入控制器，由控制器精确控制转动角度。
如图2、图6所示，上述拖架往返运动机构包括一通过转轴25水平转动设置在机架9上的摆杆24，摆杆24前端伸入设在拖架基座底部的两限位杆23中间，所述摆杆24上活动连接有两个气杆32的伸缩杆31，所述的两个气杆32相对转轴25中心对称，所述气杆32尾端与机架9铰接；本实施例中，上述机架9上设有导轨26，导轨26上套设有滑块22，滑块22固定连接在拖架基座底部，拖架可以通过导轨滑块的方式水平直线滑动，也可以通过导杆滑套的方式水平直线滑动，例如在上述机架9上架设直线光轴，直线光轴上套设直线轴承，直线轴承固定连接在拖架基座底部；两边的气杆32推动摆杆24转动，摆杆24的转动因为限位杆23的阻挡而转化为拖架机构3的直线往返运动(摆动)，其运动方向与铝排2设置的方向垂直，使水晶球坯与磨盘的磨削更加均匀，而且，两边的拖架机构交错、相对做往返运动，使得机台工作的振动减小，稳定性提高。
如图7、图8所示，上述铝排2包括铝排主体209，铝排主体209上排列设有至少4个水晶玻璃球夹紧机构，水晶玻璃球夹紧机构上套设有蜗轮207，蜗轮207与贯穿铝排主体209的蜗杆204啮合传动，蜗杆204上设有与工件旋转电机12传动连接的半联轴器213，所述蜗杆204中间部位套设有至少一个支撑轴承202，支撑轴承202的外圈嵌设在铝排主体209相应的卡槽内，支撑轴承202的内圈与蜗杆204配合。
本实施例中，上述铝排主体209嵌设支撑轴承202的卡槽底部设有螺纹孔，螺纹孔内螺纹连接有螺丝203，螺丝203与支撑轴承202的外圈径向相抵接触；所述铝排主体209上设有10个水晶玻璃球夹紧机构和3个支撑轴承202；上述支撑轴承202为滚针轴承，上述蜗杆204在与支撑轴承202接触部位不设有螺纹，以保证两者配合良好，提高使用寿命；上述水晶玻璃球夹紧机构包括套筒206，套筒206通过轴承215、轴承218固定在铝排主体209上，并通过螺母201锁紧，上述轴承215和轴承218为圆锥滚子轴承或类似轴承，能承受较大的径向载荷和一定的轴向载荷，上述套筒206的前端设有夹210，粘接固定有水晶球坯1的工件固定头212的尾部通过夹210夹紧固定在套筒206的前端，上述套筒206的中间部位套设有蜗轮207(此为现有技术)；上述蜗杆204通过平面轴承216、平面轴承214固定在铝排主体209上，并通过螺母217锁紧，蜗杆204与蜗轮207啮合传动(此为现有技术)；上述铝排主体209通过其背面的燕尾台205和固定架10上的燕尾槽扣合固定，并通过锁紧螺丝11锁紧固定；上述螺丝203设在燕尾台205一面，通过调整螺丝203调整蜗杆204和蜗轮207的啮合间隙，上述铝排主体209正面的埋设蜗轮207和支撑轴承202的凹槽内填充固态润滑油脂，并通过密封条208密封；上述蜗杆204一端同轴转动连接有半联轴器13，半联轴器13与固定架10上的工件旋转电机12传动连接，通过控制工件旋转电机12转动来带动蜗杆204和蜗轮207转动，进而完成转换水晶球坯1的磨面(此为现有技术)。
本发明的工作过程如下
水晶球坯1粘接固定在铝排2的水晶玻璃球夹紧机构上，粘接完成的铝排2固定到固定架10上，一个机台上可以固定四个铝排2，每个铝排2粘接10个水晶球坯1，铝排2上的半联轴器13与固定架10上的工件旋转电机12连接；加工水晶玻璃球时，环形磨盘电机8带动两个环形磨盘6转动，中心磨盘电机7带动两个中心磨盘5转动，两个拖架机构在拖架往返运动机构的推动下做相对往返运动，四个铝排2和固定架10在四个步进电机19的同步控制下转动到设定的磨面加工角度，两个拖架机构中的支架18在步进电机16的控制下下降至设定高度，开始磨面加工；当水晶球坯1的一个磨面加工完成时，由工件旋转电机12控制水晶球坯1转动设定圆周角度，开始下一个磨面加工；当水晶球坯1的一个倾斜磨面角度的所有磨面都加工完成时，由步进电机16的控制支架18上升，再由步进电机19控制固定架10转动一设定角度，然后有步进电机16的控制支架18下降至设定高度，开始下一个倾斜磨面角度的磨面加工；重复上述动作程序，直至完成水晶球坯的加工。在加工过程中，四个铝排2和每水晶球坯1都同步动作，完成磨抛和转换。
权利要求
1.一种水晶玻璃球磨面加工机，包括机架(9)，其特征在于，所述机架(9)上设有两个磨盘机构，每个磨盘机构包括一中心磨盘(5)和至少一个套设在中心磨盘(5)外的环形磨盘(6)，其中，所述中心磨盘(5)通过设置在机架(9)上的中心转轴(51)与驱动机构传动连接，所述环形磨盘(6)设置在与中心转轴(51)同轴但独立转动的支撑座(4)上，支撑座(4)与驱动机构传动连接；所述机架(9)上水平滑动设置有与两个磨盘机构相配合的拖架机构(3)，拖架机构(3)与设在机架(9)上的拖架往返运动机构连接，所述拖架机构(3)包括拖架基架和与拖架基架竖直滑动连接的支架(18)，支架(18)上设有一对工件磨面角度调整机构，工件磨面角度调整机构上设有夹持水晶玻璃球(1)的铝排(2)和连接铝排(2)的工件旋转电机(12)，其中，所述拖架基架上设有步进电机(16)，步进电机(16)输出端连接有丝杆(17)，丝杆(17)与支架(18)螺纹连接。
2.根据权利要求1所述的一种水晶玻璃球磨面加工机，其特征在于，所述磨盘机构中心磨盘(5)外套有一个环形磨盘(6)，所述驱动机构包括设在机架(9)上与两个环形磨盘(6)的支撑座(4)带传动连接的环形磨盘电机(8)和与两个中心磨盘(5)的中心转轴(51)带传动连接的中心磨盘电机(7)。
3.根据权利要求2所述的一种水晶玻璃球磨面加工机，其特征在于，所述拖架基架由上顶板(15)、方框形的底板(20)和竖直设置的四根导向杆(13)构成，导向杆(13)上套设有导向滑块(14)，导向滑块(14)固定连接支架(18)。
4.根据权利要求3所述的一种水晶玻璃球磨面加工机，其特征在于，所述导向滑块(14)为直线轴承，所述导向杆(13)为与之相匹配的直线光轴。
5.根据权利要求1所述的一种水晶玻璃球磨面加工机，其特征在于，所述工件磨面角度调整机构包括固定有铝排(2)和工件旋转电机(12)的固定架(10)，固定架(10)通过两端的转轴(27)与支架(18)转动连接，所述支架(18)一侧固定有步进电机(19)，步进电机(19)的输出端连接有丝杆(30)，丝杆(30)与设在转轴(27)上的齿轮(29)啮合。
6.根据权利要求5所述的一种水晶玻璃球磨面加工机，其特征在于，所述齿轮(29)为蜗轮，所述丝杆(30)为蜗杆。
7.根据权利要求1所述的一种水晶玻璃球磨面加工机，其特征在于，所述拖架往返运动机构包括一通过转轴(25)水平转动设置在机架(9)上的摆杆(24)，摆杆(24)前端伸入设在拖架基座底部的两限位杆(23)中间，所述摆杆(24)上活动连接有两个气杆(32)的伸缩杆(31)，所述的两个气杆(32)相对转轴(25)中心对称，所述气杆(32)尾端与机架(9)铰接。
8.根据权利要求1至7中所述的一种水晶玻璃球磨面加工机，其特征在于，所述铝排(2)包括铝排主体(209)，铝排主体(209)上排列设有至少4个水晶玻璃球夹紧机构，水晶玻璃球夹紧机构上套设有蜗轮(207)，蜗轮(207)与贯穿铝排主体(209)的蜗杆(204)啮合传动，蜗杆(204)上设有与工件旋转电机(12)传动连接的半联轴器(213)，所述蜗杆(204)中间部位套设有至少一个支撑轴承(202)，支撑轴承(202)的外圈嵌设在铝排主体(209)相应的卡槽内，支撑轴承(202)的内圈与蜗杆(204)配合。
9.根据权利要求8所述的一种水晶玻璃球磨面加工机，其特征在于，所述铝排主体(209)嵌设支撑轴承(202)的卡槽底部设有螺纹孔，螺纹孔内螺纹连接有螺丝(203)，螺丝(203)与支撑轴承(202)的外圈径向相抵接触。
10.根据权利要求9所述的一种水晶玻璃球磨面加工机，其特征在于，所述铝排主体(209)上设有10个水晶玻璃球夹紧机构和3个支撑轴承(202)。
全文摘要
本发明公开了一种水晶玻璃球磨面加工机，在机架上设有两个磨盘机构，每个磨盘机构包括一中心磨盘和至少一个套设在中心磨盘外的环形磨盘，机架上水平滑动设置有与两个磨盘机构相配合的拖架机构，拖架机构与拖架往返运动机构连接，拖架机构包括拖架基架和与拖架基架竖直滑动连接的支架，支架上设有工件磨面角度调整机构、铝排和工件旋转电机，拖架基架上设有步进电机，步进电机输出端连接有丝杆，丝杆与支架螺纹连接。本技术方案可以一次性完成大批量水晶玻璃球的磨面加工，同时具有振动小、稳定性好、结构简单、使用可靠、生产效率高、加工品质稳定、制造成本合理等特点。
文档编号B24B11/06GK101028695SQ20071006744
公开日2007年9月5日 申请日期2007年3月12日 优先权日2007年3月12日
发明者王文明, 楼志强 申请人:楼志强