超高背壓玻璃球的二自由度同心回轉研孔裝置制造方法及圖紙

超高背壓玻璃球的二自由度同心回轉研孔裝置,在X軸回轉座(5)內安裝半球安裝盤(10)，在機架(1)上同軸且相向安裝內鉆孔機構(6)和外鉆孔機構(8)，X軸回轉座(5)處于內鉆孔機構(6)和外鉆孔機構(8)之間，同時，X軸回轉座(5)的中線平面垂直穿過Z軸回轉盤(2)的直徑延長線，內鉆孔機構(6)和外鉆孔機構(8)中軸穿過半球安裝盤(10)中心。以Z軸回轉盤與X軸回轉座相互配合，實現二自由度的精準控制，同時，以內鉆孔機構和外鉆孔機構同軸相向夾持球體，并且，控制高速旋轉的鉆頭相對于球心快進—工進—快退實施研孔，粗研孔和精研孔銜接進行，完全取代手動研孔，確保研孔精度以及生產效率。

【技術實現步驟摘要】
超高背壓玻璃球的二自由度同心回轉研孔裝置
本專利技術屬于IPC分類B24B用于磨削或拋光的機床、裝置或工藝技術，涉及深海震波探測設備的玻璃保護罩的輔助研孔加工裝置，尤其是超高背壓玻璃球的二自由度同心回轉研孔裝置。
技術介紹
目前，用于探測深海地殼活動的震波探測儀器工作環(huán)境處于海平面萬米以下，由于震波探測儀器保護罩外部需要承受接近1000KG/平方厘米的壓力，即超高背壓，為重要關鍵部件，保護罩采用兩個超高強度的玻璃半球結構，在保護罩玻璃半球結構上需要加工出若干個圓孔，供安裝電子元器件的連接端口，玻璃球體表面硬度達到莫氏七級，研磨加工基準、定位和加工精度要求非常高，圓孔加工十分困難。而現有技術中，基本需要由人工完成研孔，即用研磨方法加工工件的孔，效率低，勞動強度大，質量不穩(wěn)定，是目前本領域技術人員亟待解決的問題。相關
技術介紹
的專利公開文獻較少。中國專利申請201510229875.3研孔裝置,包括鉆床架體，鉆床架體上設置有轉盤機構，轉盤機構的頂面設置有用于裝夾工件的研孔夾具，研孔夾具裝夾的工件的待研磨孔的正上方設置有粗研磨機的粗研磨棒；在轉盤機構上方，以轉盤機構的轉軸為中心，與粗研磨棒同一圓周上的另一位置還設置有精研磨機的精研磨棒。粗研磨機的粗研磨棒設置于工件上方，對其粗研孔加工，由于精研磨機的精研磨棒與粗研磨機的粗研磨棒以轉盤機構的圓心為圓心、同圓周設置，這樣，進行完粗研孔后，轉盤機構轉動，工件會轉動到精研磨棒下方，進行精研孔加工。中國專利申請201521018549.X公開了一種自動研孔機，主要解決軸類產品兩端中心孔的研磨；包括控制器，床頭箱，床身，卡盤，同步器，撥塊氣缸，前定位托架，氣動夾，后定位托架，尾架，尾架氣缸，金屬傳感器；將軸放入托架后，傳感器感測工件就位信號，通過同步器、夾體等部件的作用限制加工軸的運動，一端面研孔完成后，無需再次卸料、裝夾，既可再次對另一端面進行研孔。現有技術中，沒有相應的超高背壓玻璃球的研孔裝置，主要以手工操作完成，精準度難以保證，工效極低。
技術實現思路
本專利技術的目的是提供一種超高背壓玻璃球的二自由度同心回轉研孔裝置，實現精準自動加工。本專利技術的目的將通過以下技術措施來實現：包括機架、Z軸回轉盤，X軸回轉座、內鉆孔機構、外鉆孔機構和半球安裝盤；機架上豎立安裝Z軸回轉盤，Z軸回轉盤外側面y垂直安裝X軸回轉座，在X軸回轉座內安裝半球安裝盤，在機架上同軸且相向安裝內鉆孔機構和外鉆孔機構，內鉆孔機構和外鉆孔機構上安裝鉆頭，而且，X軸回轉座處于內鉆孔機構和外鉆孔機構之間，同時，X軸回轉座的中線平面垂直穿過Z軸回轉盤的直徑延長線，內鉆孔機構和外鉆孔機構中軸穿過半球安裝盤中心。尤其是，機架上安裝Z軸回轉伺服電機，機架內安裝減速傳動機構，Z軸回轉伺服電機通過減速傳動機構與Z軸回轉盤外緣嚙合連接，X軸回轉座上安裝X軸回轉伺服電機，X軸回轉伺服電機通過傳動齒輪與半球安裝盤外緣嚙合連接。尤其是，內鉆孔機構外端安裝內鉆孔進刀伺服電機，外鉆孔機構外端安裝外鉆孔進刀伺服電機。尤其是，機架豎立安裝，機架底部水平方向一側有突出的對研臺座，該對研臺座中部有下陷的弧形凹槽，該弧形凹槽位于X軸回轉座下側，在對研臺座的兩端上側分別通過導軌機構固定內鉆孔機構和外鉆孔機構。尤其是，機架底部四角分別安裝水平調節(jié)支腳。尤其是，Z軸回轉盤圍繞Z軸進行±180度的擺動，對玻璃半球的重錘線的偏轉角度進行設定調節(jié)，半球安裝盤圍繞X軸進行360度全周旋轉，實現在重錘線偏轉角度下的圓周加工位置的分布調節(jié)。尤其是，內鉆孔機構和外鉆孔機構相對配合進行夾持，并且驅動鉆頭進行快進—工進—快退以及位置控制。尤其是，內鉆孔機構和外鉆孔機構采用高精度高剛性的電主軸連接鉆頭，提供200-20000轉/分鐘范圍內平穩(wěn)輸出的線性調整。尤其是，內鉆孔機構和外鉆孔機構的鉆頭采用天然金剛石粉末，在高溫高壓環(huán)境下與青銅合金燒結而成，其質點硬度達到莫氏9級。本專利技術的優(yōu)點和效果：以Z軸回轉盤與X軸回轉座相互配合，實現二自由度的精準控制，同時，以內鉆孔機構和外鉆孔機構同軸相向夾持球體，并且，控制高速旋轉的鉆頭相對于球心快進—工進—快退實施研孔，粗研孔和精研孔銜接進行，完全取代手動研孔，確保研孔精度以及生產效率。附圖說明圖1為本專利技術實施例1結構示意圖。附圖標記包括：機架1、Z軸回轉盤2、Z軸回轉伺服電機3、X軸回轉伺服電機4、X軸回轉座5、內鉆孔機構6、內鉆孔進刀伺服電機7、外鉆孔機構8、外鉆孔進刀伺服電機9、半球安裝盤10、對研臺座11。具體實施方式本專利技術原理在于，內鉆孔機構6與外鉆孔機構8的鉆頭的回轉軸線必須始終穿過玻璃半球的圓心，所以精確加工研孔至少需要二自由度位置控制，同時，也由于玻璃是極端脆性材料，加工的時候，須在球體內外側同軸、同步加工。自由度概念用于確定一個系統(tǒng)在空間中的位置所需要的最小坐標數。所謂自由度數就是確定物體在空間的位置所需獨立坐標的數目。例如，二自由度陀螺儀是自轉軸具有兩個進動自由度的陀螺儀，即陀螺儀的轉子主軸既可以繞水平軸俯仰，又可以繞垂直軸旋轉。各式的陀螺羅經都采用二自由度陀螺儀來指示方向，也可以用來組成單軸穩(wěn)定器。二自由度陀螺儀可實現OZ軸指向任意慣性空間。本專利技術包括：機架1、Z軸回轉盤2，X軸回轉座5、內鉆孔機構6、外鉆孔機構8和半球安裝盤10。下面結合附圖和實施例對本專利技術作進一步說明。實施例1：如附圖1所示，機架1上豎立安裝Z軸回轉盤2，Z軸回轉盤2外側面y垂直安裝X軸回轉座5，在X軸回轉座5內安裝半球安裝盤10，在機架1上同軸且相向安裝內鉆孔機構6和外鉆孔機構8，內鉆孔機構6和外鉆孔機構8上安裝鉆頭，而且，X軸回轉座5處于內鉆孔機構6和外鉆孔機構8之間，同時，X軸回轉座5的中線平面垂直穿過Z軸回轉盤2的直徑延長線，內鉆孔機構6和外鉆孔機構8中軸穿過半球安裝盤10中心。前述中，機架1上安裝Z軸回轉伺服電機3，機架1內安裝減速傳動機構，Z軸回轉伺服電機3通過減速傳動機構與Z軸回轉盤2外緣嚙合連接，X軸回轉座5上安裝X軸回轉伺服電機4，X軸回轉伺服電機4通過傳動齒輪與半球安裝盤10外緣嚙合連接。前述中，內鉆孔機構6外端安裝內鉆孔進刀伺服電機7，外鉆孔機構8外端安裝外鉆孔進刀伺服電機9。前述中，機架1豎立安裝，機架1底部水平方向一側有突出的對研臺座11，該對研臺座11中部有下陷的弧形凹槽，該弧形凹槽位于X軸回轉座5下側，在對研臺座11的兩端上側分別通過導軌機構固定內鉆孔機構6和外鉆孔機構8。前述中，機架1底部四角分別安裝水平調節(jié)支腳。前述中，Z軸回轉盤2圍繞Z軸進行±180度的擺動，半球安裝盤10圍繞X軸進行360度全周旋轉。前述中，內鉆孔機構6和外鉆孔機構8相對配合進行夾持，并且驅動鉆頭進行快進—工進—快退以及位置控制。前述中，內鉆孔機構6和外鉆孔機構8采用高精度高剛性的電主軸連接鉆頭，提供200-20000轉/分鐘范圍內平穩(wěn)輸出的線性調整。本專利技術實施例中，內鉆孔機構6和外鉆孔機構8的鉆頭采用天然金剛石粉末，在高溫高壓環(huán)境下與青銅合金燒結而成，其質點硬度達到莫氏9級，實現輕松鉆削高硬度玻璃的要求。本專利技術實施例中，內鉆孔機構6和外鉆孔機構8鉆孔速度：18000r/min，鉆孔加速時間：500ms，鉆孔減速時間：800ms，進刀速本文檔來自技高網...

【技術保護點】
超高背壓玻璃球的二自由度同心回轉研孔裝置,包括機架(1)、Z軸回轉盤(2)，X軸回轉座(5)、內鉆孔機構(6)、外鉆孔機構(8)和半球安裝盤(10)；其特征在于，機架(1)上豎立安裝Z軸回轉盤(2)，Z軸回轉盤(2)外側面y垂直安裝X軸回轉座(5)，在X軸回轉座(5)內安裝半球安裝盤(10)，在機架(1)上同軸且相向安裝內鉆孔機構(6)和外鉆孔機構(8)，內鉆孔機構(6)和外鉆孔機構(8)上安裝鉆頭，而且，X軸回轉座(5)處于內鉆孔機構(6)和外鉆孔機構(8)之間，同時，X軸回轉座(5)的中線平面垂直穿過Z軸回轉盤(2)的直徑延長線，內鉆孔機構(6)和外鉆孔機構(8)中軸穿過半球安裝盤(10)中心。

【技術特征摘要】
1.超高背壓玻璃球的二自由度同心回轉研孔裝置,包括機架(1)、Z軸回轉盤(2)，X軸回轉座(5)、內鉆孔機構(6)、外鉆孔機構(8)和半球安裝盤(10)；其特征在于，機架(1)上豎立安裝Z軸回轉盤(2)，Z軸回轉盤(2)外側面y垂直安裝X軸回轉座(5)，在X軸回轉座(5)內安裝半球安裝盤(10)，在機架(1)上同軸且相向安裝內鉆孔機構(6)和外鉆孔機構(8)，內鉆孔機構(6)和外鉆孔機構(8)上安裝鉆頭，而且，X軸回轉座(5)處于內鉆孔機構(6)和外鉆孔機構(8)之間，同時，X軸回轉座(5)的中線平面垂直穿過Z軸回轉盤(2)的直徑延長線，內鉆孔機構(6)和外鉆孔機構(8)中軸穿過半球安裝盤(10)中心。2.如權利要求1所述的超高背壓玻璃球的二自由度同心回轉研孔裝置，其特征在于，機架(1)上安裝Z軸回轉伺服電機(3)，機架(1)內安裝減速傳動機構，Z軸回轉伺服電機(3)通過減速傳動機構與Z軸回轉盤(2)外緣嚙合連接，X軸回轉座(5)上安裝X軸回轉伺服電機(4)，X軸回轉伺服電機(4)通過傳動齒輪與半球安裝盤(10)外緣嚙合連接。3.如權利要求1所述的超高背壓玻璃球的二自由度同心回轉研孔裝置，其特征在于，內鉆孔機構(6)外端安裝內鉆孔進刀伺服電機(7)，外鉆孔機構(8)外端安裝外鉆孔進刀伺服電機(9)。4.如權利要求1所述的超高背壓玻璃球的二自由度同心回轉研孔裝置，其特...

【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：黃天其，任躍華，夏從俊，
申請(專利權)人：浙江云靈信息技術有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：浙江,33