[发明专利]一种圆弧金刚石砂轮离线修整装置及其修整方法

说明书

本发明公开了一种圆弧金刚石砂轮离线修整装置，包括：金刚石砂轮、修整砂轮、金刚石砂轮回转驱动装置、修整砂轮回转驱动装置、修整液供给装置、X轴向直线驱动装置、Y轴向直线驱动装置、Z轴向直线驱动装置和数控系统，通过数控系统实现对X轴向直线驱动装置、Y轴向直线驱动装置和Z轴向直线驱动装置的高精度圆弧插补进刀运动，和对金刚石砂轮回转驱动装置和修整砂轮回转驱动装置的稳定旋转运动控制，在修整过程中通过修整液供给装置输送过滤水修整液或含有碳化硅磨料的修整液，实现对金刚石砂轮的修形和修锐。本发明结构紧凑，利用三轴联动圆弧插补运动实现对金刚石砂轮的修形和修锐，不仅修整精度高，且加工效率高。

技术领域

本发明涉及大口径复杂曲面光学元件超精密磨削加工技术领域，更具体的说是涉及复杂曲面光学元件平行磨削加工使用的圆弧金刚石砂轮离线式修整装置及其修整方法。

背景技术

在磨削加工脆、硬光学材料的过程中，金刚石砂轮极易磨损，砂轮的磨损会造成磨削力增大，进而导致元件亚表面缺陷深度增加的情况发生；此外，砂轮磨损造成砂轮轴截面轮廓的改变，也会使得元件的加工精度退化，因此，在元件的加工过程中，需要根据实际情况随时对圆弧金刚石砂轮进行修整。

目前对砂轮进行修整的方法较多，有利用单点刀具的车削法、利用挤压轮的滚轧法和利用修整砂轮的磨削/研磨法，多数采用在位修整，即利用磨床原有轴系的运动，在机床工作台上安装修整装置实现砂轮修整。但是现有技术中对砂轮的修整过程中普遍存在对机床的占用时间长、修整精度低和适用性低的缺点。

为了实现对大口径异形复杂曲面光学元件的平行磨削加工，同时达到加工速率快、加工精度高且缺陷率低的目的，如何提供一种自动化程度高、且利用三轴联动控制实现复杂曲面砂轮的精密修整的装置已成为本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种圆弧金刚石砂轮离线修整装置及其修整方法，能够实现对大口径复杂曲面光学元件进行超精密平行磨削加工，将固结磨具修形技术和散粒磨料修锐技术两种方法结合在一台修整装置上，实现对圆弧金刚石砂轮的快速精密修形和高质量修锐。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种圆弧金刚石砂轮离线修整装置，包括：

金刚石砂轮；

修整砂轮，所述修整砂轮的外周侧与所述金刚石砂轮的外周侧接触，且两者的旋转轴相垂直；

金刚石砂轮回转驱动装置，所述金刚石砂轮回转驱动装置的驱动轴与所述金刚石砂轮的中心固定连接；

修整砂轮回转驱动装置，所述修整砂轮回转驱动装置的驱动轴与所述修整砂轮的中心固定连接；

修整液供给装置，所述修整液供给装置用于将含有碳化硅磨料的修整液或过滤水修整液输送至金刚石砂轮和修整砂轮的表面；

X轴向直线驱动装置，所述X轴向直线驱动装置用于驱动所述修整砂轮沿X轴移动；

Y轴向直线驱动装置，所述Y轴向直线驱动装置用于驱动所述金刚石砂轮沿Y轴移动；

Z轴向直线驱动装置，所述Z轴向直线驱动装置驱动所述金刚石砂轮沿Z轴移动；X轴、Y轴和Z轴组成空间正交布局；

数控系统，所述数控系统分别与所述金刚石砂轮回转驱动装置、所述修整砂轮回转驱动装置、所述X轴向直线驱动装置、所述Y轴向直线驱动装置和所述Z轴向直线驱动装置电性连接；通过数控系统实现对X轴、Y轴、Z轴的三轴联动控制。

优选的，在上述一种圆弧金刚石砂轮离线修整装置中，所述X轴向直线驱动装置包括：

底座；

工作台，所述工作台位于所述底座上方，且所述修整砂轮和所述修整砂轮回转驱动装置均安装在所述工作台上；