玻璃棒加工用装夹工装、工装套件及玻璃棒外圆加工设备的制作方法

本实用新型属于玻璃加工技术领域，具体涉及一种玻璃棒加工用装夹工装、工装套件及玻璃棒外圆加工设备。

背景技术：

对于玻璃棒料的拉丝，即将熔炉上已经拉好的大直径母棒再在拉丝机或拉丝炉上拉细成小直径子棒的过程，要求玻璃母棒的长度在1米以上，直径为Φ28～Φ45mm的棒料公差要求在±0.25mm以内。然而，目前采用平拉法工艺生产的玻璃母棒的外圆形状不规则，超出拉丝工艺要求的公差范围，若此类玻璃母棒直接用于拉丝，则拉制出的玻璃子棒公差将会超出客户对产品的精度要求，成为废品。因此，必须对玻璃母棒的外圆进行加工，待满足拉丝要求后方可使用。

现有的专用外圆加工设备虽然能够用于玻璃棒的外圆加工，但是其极限加工长度为350mm，不能满足拉丝对于玻璃母棒的长度要求。为了使加工的玻璃棒满足拉丝要求，目前也采用车床对玻璃棒的外圆进行加工。但是，车床主要用于金属零件的机械加工，用来加工玻璃棒其往往存在以下问题：

一、车床主要采用卡盘夹紧工件或是卡盘夹紧并由尾座顶尖顶紧的方式装夹，卡盘容易将玻璃棒夹烂，顶尖容易将玻璃棒顶裂；

二、玻璃棒只能采用磨削的方式加工，现有的车床磨头附带的磨轮为刚玉平行磨轮，这种磨轮主要用于钢件的磨削，若用来加工玻璃棒，加工效率很低，无法实现批量生产。

技术实现要素：

本实用新型提供了一种玻璃棒加工用装夹工装，旨在解决通过车床的卡盘直接装夹玻璃棒时易将其夹烂的问题。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：玻璃棒加工用装夹工装，包括呈圆柱形的装配杆和设置在装配杆一端上的装夹套，所述装夹套的端面上设有夹持部，所述夹持部为锥形的沉台孔结构，夹持部与装配杆同轴，且夹持部的内端孔径小于其外端孔径。

进一步的是，所述装夹套呈圆柱形结构，且装夹套与装配杆同轴相连。

进一步的是，该玻璃棒加工用装夹工装还包括轴肩，所述装夹套通过轴肩与装配杆连接在一起。

进一步的是，所述装配杆另一端的端面上设置有装配部，所述装配部包括与装配杆同轴的第二锥孔段。

进一步的是，所述装配部还包括第一锥孔段和圆孔段，所述第一锥孔段、圆孔段和第二锥孔段从内向外依次连接在一起，且第一锥孔段和圆孔段均与装配杆同轴。

本实用新型还提供了一种能够与车床的卡盘和顶尖配合对玻璃棒进行装夹的工装套件，包括卡盘工装和尾座工装，所述卡盘工装为任意一种上述的玻璃棒加工用装夹工装，所述尾座工装为上述具有装配部的玻璃棒加工用装夹工装。

本实用新型还提供了一种能够加工出满足拉丝要求的玻璃棒产品的玻璃棒外圆加工设备，包括床身、主轴箱、尾座和托板；所述主轴箱设置在床身一端的上侧，主轴箱的主轴上设置有卡盘；所述尾座可滑动地设置在床身的导轨上，尾座的套筒上设置有顶尖；所述托板可滑动地设置在床身的导轨上，并处于主轴箱与尾座之间；还包括磨削装置和工装套件；

所述磨削装置包括设置在托板上的磨削座和设置在磨削座上磨轮；

所述工装套件为上述的工装套件，工装套件的卡盘工装通过其装配杆被夹持在卡盘上，工装套件的尾座工装通过其装配部安装在顶尖上。

进一步的是，该玻璃棒外圆加工设备还包括变速箱和托板箱，所述变速箱设置在床身上并与主轴箱传动连接，变速箱上连接有沿床身的长度方向布置的传动杆，所述传动杆通过托板箱与托板传动连接。

进一步的是，所述磨削装置还包括驱动电机，所述驱动电机与磨轮传动连接。

进一步的是，所述磨轮为金刚石磨轮。

本实用新型的有益效果是：该玻璃棒加工用装夹工装结构简单、使用方便，其所具有的装配杆能够被卡盘的卡爪夹持，且其所具有的装夹套的端面上设有呈锥形沉台孔结构的夹持部，通过该夹持部能够与待加工玻璃棒的端部配合，利于将玻璃棒定心和夹持，因此利用该玻璃棒加工用装夹工装能够将待加工的玻璃棒辅助装夹在卡盘上，避免了卡盘直接装夹玻璃棒会被卡盘夹烂的问题。通过在装配杆另一端的端面上设置包括第二锥孔段的装配部，通过该装配部能够与顶尖的锥部配合，进而能够利用该玻璃棒加工用装夹工装将待加工的玻璃棒辅助顶紧在顶尖上，避免了直接顶紧固定时顶尖容易将玻璃棒顶裂的问题。

附图说明

图1是本实用新型中玻璃棒加工用装夹工装的实施结构示意图；

图2是本实用新型中玻璃棒加工用装夹工装的另一种实施结构示意图；

图3是本实用新型中玻璃棒外圆加工设备的后视实施结构示意图；

图4是本实用新型中玻璃棒外圆加工设备的正视实施结构示意图；

图5是本实用新型中磨削装置的三维结构示意图；

图中标记为：装配杆110、第一锥孔段111、圆孔段112、第二锥孔段113、装夹套120、夹持部121、轴肩130、床身200、主轴箱300、卡盘310、尾座400、顶尖410、托板500、磨削装置600、磨削座610、磨轮620、驱动电机630、变速箱700、传动杆710、托板箱800、玻璃棒900。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。

如图1所示，玻璃棒加工用装夹工装，包括呈圆柱形的装配杆110和设置在装配杆110一端上的装夹套120，装夹套120的端面上设有夹持部121，夹持部121为锥形的沉台孔结构，夹持部121与装配杆110同轴，且夹持部121的内端孔径小于其外端孔径。

该玻璃棒加工用装夹工装为玻璃棒900用于车床加工时的辅助装夹工具；其中，装配杆110主要用于装配连接，其为圆柱形结构能够被卡盘310的卡爪夹持住，实现与卡盘310的装配连接；装夹套120主要用于将待加工的玻璃棒900夹持，装夹套120端面上所设的夹持部121为其装夹玻璃棒900的直接作用部位，一般将玻璃棒900的端部加工成半球面结构与夹持部121进行装夹，夹持部121为内小外大的锥形沉台孔结构，一方面能够增大与玻璃棒900的接触部位，避免玻璃棒900因局部应力过大而碎裂，另一方面可以起到对玻璃棒900定心的作用，保证装夹后玻璃棒900与车床主轴的同轴度；由于磨削玻璃棒900的外圆面采用的是旋转加工，因此装夹套120通常也制作为圆柱形结构，并且使其与装配杆110同轴相连；通常根据待加工的玻璃棒900的规格，选择适应大小的装夹工装，且其夹持部121的锥角、矢高也需要进行相应选择，以保证装夹的稳固性及装夹后玻璃棒900与主轴的同轴度。

为了避免该玻璃棒加工用装夹工装在卡盘310上装夹时伸入卡盘310过多，通常在装配杆110与装夹套120相连接的部位处设置有轴肩130；轴肩130一般与装配杆110和装夹套120同轴；优选的，装配杆110、装夹套120和轴肩130为一体式结构，即玻璃棒加工用装夹工装采用一根坯料加工而成。

作为本实用新型中玻璃棒加工用装夹工装的一种优选方案，如图2所示，装配杆110另一端的端面上设置有装配部，装配部包括与装配杆110同轴的第二锥孔段113。第二锥孔段113呈锥形结构，其使得装配杆110通过装配部能够与顶尖410的锥部配合，实现与顶尖410的装配连接，进而能够利用该玻璃棒加工用装夹工装将待加工的玻璃棒900辅助顶紧在顶尖410上。

为了利于装配部的机械加工，并使得顶尖410锥部的尖端能够完全伸入以保证锥部与装配部紧密配合，再如图2所示，装配部还包括第一锥孔段111和圆孔段112，第一锥孔段111、圆孔段112和第二锥孔段113从内向外依次连接在一起，且第一锥孔段111和圆孔段112均与装配杆110同轴。其中，第一锥孔段111为加工沉孔，圆孔段112为顶尖410锥部的尖端的让位孔。

本实用新型还提供了一种工装套件，包括卡盘工装和尾座工装，卡盘工装为任意一种上述的玻璃棒加工用装夹工装，尾座工装为上述具有装配部的玻璃棒加工用装夹工装。采用车床对玻璃棒900的外圆进行加工时，使用该工装套件辅助，通过其卡盘工装和尾座工装分别与车床的卡盘310和顶尖410配合对待加工的玻璃棒900进行装夹定心，能够避免玻璃棒900被夹烂或是被顶裂，并保证玻璃棒900加工的精度。

结合图3和图5所示，玻璃棒外圆加工设备，包括床身200、主轴箱300、尾座400、托板500、磨削装置600和工装套件；主轴箱300设置在床身200一端的上侧，主轴箱300的主轴上设置有卡盘310；尾座400可滑动地设置在床身200的导轨上，尾座400的套筒上设置有顶尖410；托板500可滑动地设置在床身200的导轨上，并处于主轴箱300与尾座400之间；

磨削装置600包括设置在托板500上的磨削座610和设置在磨削座610上磨轮620；

工装套件包括卡盘工装和尾座工装，卡盘工装为任意一种上述的玻璃棒加工用装夹工装，尾座工装为上述具有装配部的玻璃棒加工用装夹工装；工装套件的卡盘工装通过其装配杆110被夹持在卡盘310上，工装套件的尾座工装通过其装配部安装在顶尖410上。

其中，磨削装置600为加工玻璃棒900外圆的磨削部件；磨削座610为磨削装置600的载体，主要用于与托板500装配连接及磨削装置600其他零部件在其上安装设置；磨轮620为磨削刀具，其通常选用利于加工玻璃的磨轮，优选采用金刚石磨轮作为该磨削装置600的磨轮；为了提高加工效率，再如图5所示，磨削装置600还包括驱动电机630，驱动电机630与磨轮620传动连接；驱动电机630与磨轮620之间的传动连接方式可以为多种，例如：皮带传动连接、齿轮传动连接、减速器连接等等；图5中磨轮620设置在转轴上，转轴的另一端设置有从动皮带轮，驱动电机630上设置有主动皮带轮，从动皮带轮和主动皮带轮通过皮带连接；为避免磨削的玻璃粉飞扬，在磨轮620的外侧通常还设置有磨轮罩。为了便于磨削以提高效率，加工玻璃棒900的外圆时，一般需要调整磨轮620相对应床身200上导轨的水平角度进行加工。托板500可通过伺服电机和丝杆驱动，也可采用变速箱700、传动杆710和托板箱800进行驱动。

具体的，如图4所示，该玻璃棒外圆加工设还包括变速箱700和托板箱800，变速箱700设置在床身200上并与主轴箱300传动连接，变速箱700上连接有沿床身200的长度方向布置的传动杆710，传动杆710通过托板箱800与托板500传动连接。

上述床身200、主轴箱300、卡盘310、尾座400、顶尖410、托板500、变速箱700、传动杆710和托板箱800的具体结构、安装方式及控制方式均为本领域技术人员熟知的现有技术，此不赘述。

优选的，该玻璃棒外圆加工设备还包括冷却液循环系统、设备防护罩和报警装置。其中，冷却液循环系统用于对加工过程中的玻璃棒900进行冷却，设备防护罩主要用于加工过程中的安全防护，避免因加工过程中出现异常，导致玻璃渣溅出伤人；报警装置主要用于玻璃棒900在加工完成时报警，以提醒操作者及时取下加工完成的玻璃棒900进行下一根的装夹加工。

本实用新型所提供的玻璃棒外圆加工设备，操作简单，加工效率较高，能够用于加工1米以上的玻璃棒900，且加工出的玻璃棒900尺寸和精度满足拉丝要求。