[发明专利]一种石英玻璃球类零件的精密磨削工装及工艺

说明书

本发明涉及一种石英玻璃半球类零件的精密磨削工装及工艺，所述工装由径向找正装置、轴向找正装置和粘接工装组成，所述工艺优化了现有工艺流程，使半球谐振子粗精加工过程分开，可以显著提高零件的磨削加工精度。本发明创造性地将普通数控磨削方法运用到半球谐振子的精密加工，通过设计专用工装、优化工艺流程，保证了粗精加工的基准一致性，提高了半球谐振子的磨削加工精度，拓展了机床加工范围，具有很好的推广价值。

技术领域

本发明属于精密加工技术领域，涉及石英玻璃球类零件，尤其是一种石英玻璃半球类零件的精密磨削工装及工艺。

背景技术

半球陀螺谐振子是半球谐振陀螺的核心元器件，属于石英玻璃球类零件，参见图1，是研制高精度陀螺时谐振子必须采用熔融石英玻璃制作。由于半球谐振子的壁厚很小，及熔融石英玻璃硬脆材料的难加工性，半球陀螺谐振子的精密成型加工工艺一直是制约其发展的瓶颈。

目前半球谐振子的成型工艺方法一般采用铣磨或者旋转超声加工方法，由于该类设备可以同时安装多把刀具进行粗精加工，因此基本可以一次装卡实现半球谐振子的精密成型加工。但是对于传统磨削加工设备而言，其一次最多只能安装2-3只砂轮，而加工该材料零件时砂轮存在一定的磨损，因此只能进行谐振子的半精加工，难以实现半球石英谐振子的精密磨削加工。而采用粗精磨分开的加工方案则存在着精密找正的问题，因此采用磨削方案实现半球谐振子的精密加工存在一定的难度。

通过公开专利文献的检索，仅发现一篇与本发明申请相关的公开专利文献如下：

一种半球谐振子超精密球面加工装置及加工方法(cn109483394A)，包括有半球谐振子内球面超精密加工装置、半球谐振子内球面超精密加工装置、半球谐振子灌封方法和相关装置、球壳口倒内球面角装置、外球面倒角示装置、内球面倒角示装置、支撑杆自适应弹性磨头装置加工方法包括有以下步骤：步骤1、精密球面加工方法；步骤2、各类参数组合序列方法；步骤3、精密球面加工磨头设计方法及与研磨剂材质和粒度的控制方法；步骤4、微应力球面精密加工的弹性加载力的控制方法；步骤5、半球谐振子灌封方法；步骤6、半球谐振子精密测量方法，包括有真球度测量方法和同轴测量方法；步骤7、球壳口倒角、支撑杆R倒圆方法；步骤8、支撑杆自适应弹性磨头使用方法。

通过技术对比分析，申请人认为，上述公开专利文献与本发明申请在工装的结构、加工方式上有较大不同，因此不会破坏本发明申请的创造性及新颖性。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种石英玻璃半球类零件的精密磨削工装及工艺，通过专用工装及工艺，可有效保证谐振子的精密磨削加工和倒角精度的精密磨削加工，满足设计使用要求，提升产品质量。

本发明的目的是通过如下技术方案实现的：

一种石英玻璃半球类零件的精密磨削工装，由径向找正装置、轴向找正装置和粘接工装组成，所述径向找正装置由固定座、连接环及径向找正板构成，所述轴向找正装置，由轴向找正板及径向夹紧装置组成，所述粘接工装由工艺柄及粘接头一体同轴制成，其连接结构是：将径向找正装置的固定座与径向找正板分别同轴嵌装入连接环内，采用螺钉进行径向调整、定位，将轴向找正装置的轴向找正板所制的轴向安装板与径向找正板的径向安装孔同轴连接，实现向找正装置与轴向找正装置的连接；在轴向找正装置的粘接工装安装孔内通过粘接方式同轴安装粘接工装的工艺柄，并采用径向夹紧装置进行紧固，即实现整体工装的安装连接。

而且，所述径向找正装置的固定座是用于连接机床及找正部件的零件，固定座的左端同轴制有安装柄，该安装柄用于连接机床主轴；固定座的右端制有安装圆盘，安装圆盘的安装面的平面度不大于0.002mm，且中间部分加工一空刀面以保证安装面的平面度要求，在安装圆盘的径向均布间隔制有径向连接螺纹孔用于固定连接环；在安装圆盘的轴向均布间隔制有轴向连接螺纹孔，用于连接径向找正板；