CN119734106A - 一种具有切口打磨功能的镁合金望远镜生产用打孔装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有切口打磨功能的镁合金望远镜生产用打孔装置，涉及打孔技术领域，打孔装置用于对工件进行切孔，打孔装置包括床体、动力装置、打磨装置和夹持装置，动力装置和床体连接，夹持装置和床体紧固连接，夹持装置和动力装置相向布置，打磨装置和动力装置连接，打磨装置用于对工件的切口进行自动打磨。动力装置作为主要切孔的装置，通过夹持装置对工件进行夹持，并带动工件转动，工件转动过程中，通过动力装置进行自动切孔，切孔完成后，通过打磨装置对切口进行自动打磨，提高成型效率通过夹持装置和动力装置相向布置，进行横向切孔，便于设置冷却装置，冲走切削。

Description

一种具有切口打磨功能的镁合金望远镜生产用打孔装置

技术领域

本发明涉及打孔技术领域，具体是一种具有切口打磨功能的镁合金望远镜生产用打孔装置。

背景技术

望远镜作为一种光学仪器，通过透镜和反射镜观测远方的物体。随着制作技术的不断发展，通过各种合金材料，大大提高了望远镜的使用寿命，其中，望远镜的基础材料包括铝合金、镁合金和铝镁合金。

望远镜除了对金属镜身要求严格外，对镜片本体的质量要求更严格。一些大型的望远镜在使用过程中需要用到主镜，而主镜在生产过程中需要进行打孔，区别于金属镜身上的打孔，金属镜身上钻的主要是安装孔，对成型工艺要求不高。而主镜作为高精度的光学仪器，对成型质量要求高，常规打孔装置在打孔完成后，需要将主镜转移到其他工位进行打磨处理，无法使打孔和打磨同时进行。

此外，在进行不同规格的镜片打孔时，可以使用刀盘自动更换刀具，而无法根据不同的孔径自动调节打磨直径。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有切口打磨功能的镁合金望远镜生产用打孔装置，以解决现有技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种具有切口打磨功能的镁合金望远镜生产用打孔装置，打孔装置用于对工件进行切孔，打孔装置包括床体、动力装置、打磨装置和夹持装置，动力装置和床体连接，夹持装置和床体紧固连接，夹持装置和动力装置相向布置，打磨装置和动力装置连接，打磨装置用于对工件的切口进行自动打磨。

床体作为主要的支撑基础，用于对其他各装置进行安装，可以采用开式或者闭式空间，动力装置作为主要切孔的装置，通过夹持装置对工件进行夹持，并带动工件转动，工件转动过程中，通过动力装置进行自动切孔，切孔完成后，通过打磨装置对切口进行自动打磨，提高成型效率通过夹持装置和动力装置相向布置，进行横向切孔，便于设置冷却装置，冲走切削。

进一步的，动力装置包括直线模组、滑座和空心钻头，直线模组固定端和床体紧固连接，直线模组活动端和滑座紧固连接，滑座朝向夹持装置一侧设有传动轴，传动轴远离滑座一端设有空心钻头，传动轴和打磨装置连接；

夹持装置包括驱动电机和卡盘，驱动电机和床体紧固连接，驱动电机输出端和卡盘传动连接，卡盘用于夹持工件。

通过设置直线模组提供线性位移，直线模组可以采用现有的丝杠螺母副结构，提高位移输出的稳定性，直线模组输出位移，可以用于带动空心钻头移动，同时通过床体上固定的驱动电机输出转矩，带动卡盘转动，卡盘用于对工件进行夹持，从而通过卡盘带动工件转动，使得空心钻头的刃口对工件的中部进行切孔，传动轴用于带动打磨装置移动，当切孔完成后，通过直线模组使得钻头穿过工件上的通孔，使得打磨装置进入通孔，并对通孔壁面进行自动打磨。

进一步的，打磨装置包括感应组件，感应组件和传动轴活动连接，感应组件包括安装座、预压弹簧、导杆和打磨头，传动轴周向设有若干个扩张槽，安装座一端和扩张槽接触，安装座上设有感应槽，感应槽内设有线圈，导杆外圈套设预压弹簧，预压弹簧远离导杆接触端的一侧和感应槽紧固连接，导杆插入线圈内圈，导杆外侧设有打磨头，打磨头用于对工件的孔壁进行打磨，导杆为磁铁材质。

打磨装置通过设置感应组件对工件上的通孔进行打磨，同时自动调节打磨时间，保证打磨的均匀性，通过传动轴上的扩张槽对安装座进行安装，导杆通过预压弹簧和感应槽抵接，一端插入线圈内，另一端连接打磨头，在预压弹簧作用力下，使得打磨头压接在工件的通孔壁面，通过卡盘带动工件转动过程中，使得打磨头对工件的通孔壁面进行自动打磨，打磨过程中，工件的通孔壁面对打磨头施加摩擦阻力，通过打磨头带动导杆沿着感应槽滑动，感应槽和传动轴的轴线重合，导杆为弧形设置，也保持轴线共线，使得导杆沿着感应槽滑动时，沿着传动轴的轴线转动，线圈上产生感应电流，导杆转动的角度和工件通孔壁面的粗糙度呈正相关，即粗糙度越大，导杆转动角度越大，线圈上通过的感应电流越大，从而对工件的通孔壁面粗糙度进行实时检测。

进一步的，扩张槽弧形设置，扩张槽曲率渐变，扩张槽靠近打磨头一端朝向工件的孔壁，扩张槽曲率从远离打磨头的一端向靠近打磨头逐渐递减，安装座和扩张槽滑动连接。

通过扩张槽曲率渐变的弧形设置，使得安装座在扩张槽内呈两点接触，以曲率最小处为起点，曲率最大处为末端，起点的外侧和末端的内侧，分别与扩张槽壁面接触，安装座接触端采用弧形设置，提高滑动平顺性。

进一步的，打磨装置还包括扩口组件，扩口组件包括扩张电机和拨杆，传动轴上设有驱动腔，扩张电机置于驱动腔内，扩张电机输出端设有若干拨杆，驱动腔和若干个扩张槽连通，安装座上设有传动槽，拨杆远离扩张电机一端插入传动槽内；

扩张时：拨杆和传动槽滑动连接。

通过驱动腔对扩张电机进行安装，扩张电机用于输出转矩，带动拨杆转动，在对不同规格的工件通孔壁面进行打磨时，拨杆 插入安装座的传动槽内，通过扩张槽曲率渐变设置，当拨杆带动安装座向外侧转动时，推动安装座沿着扩张槽滑动，同时安装座沿着拨杆向外移动，从而带动打磨头的打磨半径增大；反之，扩张电机反转，减小打磨半径。

进一步的，安装座个数为两个，驱动腔设有两个，两个驱动腔内分别设置一个扩张电机。

通过设置两个安装座，每个安装座采用一个扩张电机进行驱动扩张，两个安装座可以采用交错布置的方式，一个打磨头打磨的范围为一个单位磨削面，通过交错布置可以同时打磨两个单位磨削面，提高打磨效率。

进一步的，导杆和线圈构成调整电路，扩张电机和相邻的调整电路电连。

通过设置调整电路，导杆压接预压弹簧的作用力主要为工件通孔壁面施加的摩擦阻力，随着打磨的进行，摩擦阻力减小，预压弹簧推动导杆向外移动，线圈上产生反向电流，反向电流稳定时，即打磨完成，自动完成切口打磨，通过直线模组带动传动轴进行线性移动，进行下一层级打磨。在进行两个单位磨削面同时打磨时，由于切口粗糙度不一，打磨时间不同，根据调整电路的电流变化，驱动扩张电机带动安装座回缩，即当某个单位磨削面打磨完成后，此处的调整电路的反向电流稳定，通过此处调整电路的相邻扩张电机带动安装座回缩，从而使得打磨头打磨半径减小，不再和工件通孔的壁面接触，直到进行下一层级的打磨再进行伸出，降低能耗。

作为优化，动力装置还包括横移电机，横移电机和床体紧固连接，横移电机输出端和直线模组传动连接。横移电机为直线模组的主要驱动力，用于驱动直线模组输出线性位移，便于进行切口加工和打磨。

作为优化，夹持装置还包括支撑台，支撑台和床体紧固连接，支撑台上端设有支撑槽，卡盘和支撑槽转动连接。通过设置支撑台，安装在床体上，通过支撑槽对卡盘进行支撑，提高卡盘转动稳定性。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：通过卡盘带动工件转动过程中，使得打磨头对工件的通孔壁面进行自动打磨，打磨过程中，工件的通孔壁面对打磨头施加摩擦阻力，通过打磨头带动导杆沿着感应槽滑动，感应槽和传动轴的轴线重合，导杆为弧形设置，也保持轴线共线，使得导杆沿着感应槽滑动时，沿着传动轴的轴线转动，线圈上产生感应电流，导杆转动的角度和工件通孔壁面的粗糙度呈正相关，即粗糙度越大，导杆转动角度越大，线圈上通过的感应电流越大，从而对工件的通孔壁面粗糙度进行实时检测；在对不同规格的工件通孔壁面进行打磨时，拨杆 插入安装座的传动槽内，通过扩张槽曲率渐变设置，当拨杆带动安装座向外侧转动时，推动安装座沿着扩张槽滑动，同时安装座沿着拨杆向外移动，从而带动打磨头的打磨半径增大；反之，扩张电机反转，减小打磨半径；两个安装座可以采用交错布置的方式，一个打磨头打磨的范围为一个单位磨削面，通过交错布置可以同时打磨两个单位磨削面，提高打磨效率；在进行两个单位磨削面同时打磨时，由于切口粗糙度不一，打磨时间不同，根据调整电路的电流变化，驱动扩张电机带动安装座回缩，即当某个单位磨削面打磨完成后，此处的调整电路的反向电流稳定，通过此处调整电路的相邻扩张电机带动安装座回缩，从而使得打磨头打磨半径减小，不再和工件通孔的壁面接触，直到进行下一层级的打磨再进行伸出，降低能耗。

附图说明

图1为本发明的总体结构示意图；

图2为本发明的动力装置示意图；

图3为本发明的打孔动力传递示意图；

图4为图2视图的局部A放大视图；

图5为本发明的扩口组件结构示意图；

图6为本发明的工件孔壁打磨示意图；

图7为本发明的工件孔壁粗糙度检测示意图。

图中：1、床体；2、动力装置；21、横移电机；22、直线模组；23、滑座；24、传动轴；241、驱动腔；242、扩张槽；25、空心钻头；3、打磨装置；31、感应组件；311、安装座；3111、感应槽；3112、传动槽；312、线圈；313、预压弹簧；314、导杆；315、打磨头；32、扩口组件；321、扩张电机；322、拨杆；4、夹持装置；41、驱动电机；42、卡盘；43、支撑台；5、工件。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅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做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。

实施例：如图1-图7所示，本发明提供一种具有切口打磨功能的镁合金望远镜生产用打孔装置技术方案。

一种具有切口打磨功能的镁合金望远镜生产用打孔装置，打孔装置用于对工件5进行切孔，打孔装置包括床体1、动力装置2、打磨装置3和夹持装置4，动力装置2和床体1连接，夹持装置4和床体1紧固连接，夹持装置4和动力装置2相向布置，打磨装置3和动力装置2连接，打磨装置3用于对工件5的切口进行自动打磨。

床体作为主要的支撑基础，用于对其他各装置进行安装，可以采用开式或者闭式空间，动力装置2作为主要切孔的装置，通过夹持装置4对工件5进行夹持，并带动工件5转动，工件5转动过程中，通过动力装置2进行自动切孔，切孔完成后，通过打磨装置3对切口进行自动打磨，提高成型效率通过夹持装置4和动力装置2相向布置，进行横向切孔，便于设置冷却装置，冲走切削。

进一步的，动力装置2包括直线模组22、滑座23和空心钻头25，直线模组22固定端和床体1紧固连接，直线模组22活动端和滑座23紧固连接，滑座23朝向夹持装置4一侧设有传动轴24，传动轴24远离滑座23一端设有空心钻头25，传动轴24和打磨装置3连接；

夹持装置4包括驱动电机41和卡盘42，驱动电机41和床体1紧固连接，驱动电机41输出端和卡盘42传动连接，卡盘42用于夹持工件5。

通过设置直线模组22提供线性位移，直线模组22可以采用现有的丝杠螺母副结构，提高位移输出的稳定性，直线模组22输出位移，可以用于带动空心钻头25移动，同时通过床体1上固定的驱动电机41输出转矩，带动卡盘42转动，卡盘42用于对工件5进行夹持，从而通过卡盘42带动工件5转动，使得空心钻头25的刃口对工件5的中部进行切孔，传动轴24用于带动打磨装置3移动，当切孔完成后，通过直线模组22使得钻头穿过工件5上的通孔，使得打磨装置3进入通孔，并对通孔壁面进行自动打磨。

进一步的，打磨装置3包括感应组件31，感应组件31和传动轴24活动连接，感应组件31包括安装座311、预压弹簧313、导杆314和打磨头315，传动轴24周向设有若干个扩张槽242，安装座311一端和扩张槽242接触，安装座311上设有感应槽3111，感应槽3111内设有线圈312，导杆314外圈套设预压弹簧313，预压弹簧313远离导杆314接触端的一侧和感应槽3111紧固连接，导杆314插入线圈312内圈，导杆314外侧设有打磨头315，打磨头315用于对工件5的孔壁进行打磨，导杆314为磁铁材质。

打磨装置3通过设置感应组件31对工件5上的通孔进行打磨，同时自动调节打磨时间，保证打磨的均匀性，通过传动轴24上的扩张槽242对安装座311进行安装，导杆314通过预压弹簧313和感应槽3111抵接，一端插入线圈312内，另一端连接打磨头315，在预压弹簧313作用力下，使得打磨头315压接在工件5的通孔壁面，通过卡盘42带动工件转动过程中，使得打磨头315对工件5的通孔壁面进行自动打磨，打磨过程中，工件5的通孔壁面对打磨头315施加摩擦阻力，通过打磨头315带动导杆314沿着感应槽3111滑动，感应槽3111和传动轴24的轴线重合，导杆314为弧形设置，也保持轴线共线，使得导杆314沿着感应槽3111滑动时，沿着传动轴24的轴线转动，线圈312上产生感应电流，导杆314转动的角度和工件5通孔壁面的粗糙度呈正相关，即粗糙度越大，导杆314转动角度越大，线圈312上通过的感应电流越大，从而对工件5的通孔壁面粗糙度进行实时检测。

进一步的，扩张槽242弧形设置，扩张槽242曲率渐变，扩张槽242靠近打磨头315一端朝向工件5的孔壁，扩张槽242曲率从远离打磨头315的一端向靠近打磨头315逐渐递减，安装座311和扩张槽242滑动连接。

通过扩张槽242曲率渐变的弧形设置，使得安装座311在扩张槽242内呈两点接触，以曲率最小处为起点，曲率最大处为末端，起点的外侧和末端的内侧，分别与扩张槽242壁面接触，安装座311接触端采用弧形设置，提高滑动平顺性。

进一步的，打磨装置3还包括扩口组件32，扩口组件32包括扩张电机321和拨杆322，传动轴24上设有驱动腔241，扩张电机321置于驱动腔241内，扩张电机321输出端设有若干拨杆322，驱动腔241和若干个扩张槽242连通，安装座311上设有传动槽3112，拨杆322远离扩张电机321一端插入传动槽3112内；

扩张时：拨杆322和传动槽3112滑动连接。

通过驱动腔241对扩张电机321进行安装，扩张电机321用于输出转矩，带动拨杆322转动，在对不同规格的工件5通孔壁面进行打磨时，拨杆322 插入安装座311的传动槽3112内，通过扩张槽242曲率渐变设置，当拨杆322带动安装座311向外侧转动时，推动安装座311沿着扩张槽242滑动，同时安装座311沿着拨杆322向外移动，从而带动打磨头315的打磨半径增大；反之，扩张电机321反转，减小打磨半径。

进一步的，安装座311个数为两个，驱动腔241设有两个，两个驱动腔241内分别设置一个扩张电机321。

通过设置两个安装座311，每个安装座311采用一个扩张电机321进行驱动扩张，两个安装座311可以采用交错布置的方式，一个打磨头315打磨的范围为一个单位磨削面，通过交错布置可以同时打磨两个单位磨削面，提高打磨效率。

进一步的，导杆314和线圈312构成调整电路，扩张电机321和相邻的调整电路电连。

通过设置调整电路，导杆314压接预压弹簧313的作用力主要为工件5通孔壁面施加的摩擦阻力，随着打磨的进行，摩擦阻力减小，预压弹簧313推动导杆314向外移动，线圈312上产生反向电流，反向电流稳定时，即打磨完成，自动完成切口打磨，通过直线模组22带动传动轴24进行线性移动，进行下一层级打磨。在进行两个单位磨削面同时打磨时，由于切口粗糙度不一，打磨时间不同，根据调整电路的电流变化，驱动扩张电机321带动安装座311回缩，即当某个单位磨削面打磨完成后，此处的调整电路的反向电流稳定，通过此处调整电路的相邻扩张电机321带动安装座311回缩，从而使得打磨头315打磨半径减小，不再和工件5通孔的壁面接触，直到进行下一层级的打磨再进行伸出，降低能耗。

作为优化，动力装置2还包括横移电机21，横移电机21和床体1紧固连接，横移电机21输出端和直线模组22传动连接。横移电机21为直线模组22的主要驱动力，用于驱动直线模组22输出线性位移，便于进行切口加工和打磨。

作为优化，夹持装置4还包括支撑台43，支撑台43和床体1紧固连接，支撑台43上端设有支撑槽，卡盘42和支撑槽转动连接。通过设置支撑台43，安装在床体1上，通过支撑槽对卡盘42进行支撑，提高卡盘42转动稳定性。

本发明的工作原理：通过卡盘42带动工件转动过程中，使得打磨头315对工件5的通孔壁面进行自动打磨，打磨过程中，工件5的通孔壁面对打磨头315施加摩擦阻力，通过打磨头315带动导杆314沿着感应槽3111滑动，感应槽3111和传动轴24的轴线重合，导杆314为弧形设置，也保持轴线共线，使得导杆314沿着感应槽3111滑动时，沿着传动轴24的轴线转动，线圈312上产生感应电流，导杆314转动的角度和工件5通孔壁面的粗糙度呈正相关，即粗糙度越大，导杆314转动角度越大，线圈312上通过的感应电流越大，从而对工件5的通孔壁面粗糙度进行实时检测；在对不同规格的工件5通孔壁面进行打磨时，拨杆322 插入安装座311的传动槽3112内，通过扩张槽242曲率渐变设置，当拨杆322带动安装座311向外侧转动时，推动安装座311沿着扩张槽242滑动，同时安装座311沿着拨杆322向外移动，从而带动打磨头315的打磨半径增大；反之，扩张电机321反转，减小打磨半径；两个安装座311可以采用交错布置的方式，一个打磨头315打磨的范围为一个单位磨削面，通过交错布置可以同时打磨两个单位磨削面，提高打磨效率；在进行两个单位磨削面同时打磨时，由于切口粗糙度不一，打磨时间不同，根据调整电路的电流变化，驱动扩张电机321带动安装座311回缩，即当某个单位磨削面打磨完成后，此处的调整电路的反向电流稳定，通过此处调整电路的相邻扩张电机321带动安装座311回缩，从而使得打磨头315打磨半径减小，不再和工件5通孔的壁面接触，直到进行下一层级的打磨再进行伸出，降低能耗。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (9)

1.一种具有切口打磨功能的镁合金望远镜生产用打孔装置，所述打孔装置用于对工件（5）进行切孔，其特征在于：所述打孔装置包括床体（1）、动力装置（2）、打磨装置（3）和夹持装置（4），所述动力装置（2）和床体（1）连接，所述夹持装置（4）和床体（1）紧固连接，夹持装置（4）和动力装置（2）相向布置，所述打磨装置（3）和动力装置（2）连接，所述打磨装置（3）用于对工件（5）的切口进行自动打磨。

2.根据权利要求1所述的一种具有切口打磨功能的镁合金望远镜生产用打孔装置，其特征在于：所述动力装置（2）包括直线模组（22）、滑座（23）和空心钻头（25），所述直线模组（22）固定端和床体（1）紧固连接，直线模组（22）活动端和滑座（23）紧固连接，所述滑座（23）朝向夹持装置（4）一侧设有传动轴（24），所述传动轴（24）远离滑座（23）一端设有空心钻头（25），传动轴（24）和打磨装置（3）连接；

所述夹持装置（4）包括驱动电机（41）和卡盘（42），所述驱动电机（41）和床体（1）紧固连接，驱动电机（41）输出端和卡盘（42）传动连接，所述卡盘（42）用于夹持工件（5）。

3.根据权利要求2所述的一种具有切口打磨功能的镁合金望远镜生产用打孔装置，其特征在于：所述打磨装置（3）包括感应组件（31），所述感应组件（31）和传动轴（24）活动连接，感应组件（31）包括安装座（311）、预压弹簧（313）、导杆（314）和打磨头（315），所述传动轴（24）周向设有若干个扩张槽（242），所述安装座（311）一端和扩张槽（242）接触，所述安装座（311）上设有感应槽（3111），所述感应槽（3111）内设有线圈（312），所述导杆（314）外圈套设预压弹簧（313），所述预压弹簧（313）远离导杆（314）接触端的一侧和感应槽（3111）紧固连接，所述导杆（314）插入线圈（312）内圈，导杆（314）外侧设有打磨头（315），所述打磨头（315）用于对工件（5）的孔壁进行打磨，所述导杆（314）为磁铁材质。

4.根据权利要求3所述的一种具有切口打磨功能的镁合金望远镜生产用打孔装置，其特征在于：所述扩张槽（242）弧形设置，扩张槽（242）曲率渐变，扩张槽（242）靠近打磨头（315）一端朝向工件（5）的孔壁，扩张槽（242）曲率从远离打磨头（315）的一端向靠近打磨头（315）逐渐递减，所述安装座（311）和扩张槽（242）滑动连接。

5.根据权利要求4所述的一种具有切口打磨功能的镁合金望远镜生产用打孔装置，其特征在于：所述打磨装置（3）还包括扩口组件（32），所述扩口组件（32）包括扩张电机（321）和拨杆（322），所述传动轴（24）上设有驱动腔（241），所述扩张电机（321）置于驱动腔（241）内，扩张电机（321）输出端设有若干拨杆（322），所述驱动腔（241）和若干个扩张槽（242）连通，所述安装座（311）上设有传动槽（3112），所述拨杆（322）远离扩张电机（321）一端插入传动槽（3112）内；

扩张时：所述拨杆（322）和传动槽（3112）滑动连接。

6.根据权利要求5所述的一种具有切口打磨功能的镁合金望远镜生产用打孔装置，其特征在于：所述安装座（311）个数为两个，所述驱动腔（241）设有两个，两个所述驱动腔（241）内分别设置一个扩张电机（321）。

7.根据权利要求6所述的一种具有切口打磨功能的镁合金望远镜生产用打孔装置，其特征在于：所述导杆（314）和线圈（312）构成调整电路，所述扩张电机（321）和相邻的调整电路电连。

8.根据权利要求7所述的一种具有切口打磨功能的镁合金望远镜生产用打孔装置，其特征在于：所述动力装置（2）还包括横移电机（21），所述横移电机（21）和床体（1）紧固连接，横移电机（21）输出端和直线模组（22）传动连接。

9.根据权利要求8所述的一种具有切口打磨功能的镁合金望远镜生产用打孔装置，其特征在于：所述夹持装置（4）还包括支撑台（43），所述支撑台（43）和床体（1）紧固连接，支撑台（43）上端设有支撑槽，所述卡盘（42）和支撑槽转动连接。