一种谐振子球面抛光工具的制备装置及制备方法与流程

专利检索2025-02-18  35


本发明涉及惯性导航器件加工,具体涉及一种谐振子球面抛光工具的制备装置及制备方法。


背景技术:

1、半球谐振陀螺是一种先进的惯性导航传感器,具有高可靠性、高精度、寿命长、低噪声等特点,是航空、航天、航海及地面领域的各种战略/战术武器导航、制导与控制系统中广泛应用的一类陀螺仪,半球谐振子是半球谐振陀螺的核心部件,半球谐振子的材料为高纯熔融石英,高纯石英玻璃具有优良的热学、弹性模量和低阻尼机械特性等特点,是制造半球谐振子最为理想的材料。但由于熔融石英高硬脆的特点,加上半球谐振子结构的特殊性,因而存在难加工、易断裂和韧性低等缺点。半球谐振子的制作过程为吹制成型-粗磨-精密磨削-研磨抛光等环节。在传统加工过程中,半球谐振子的加工只能在同一台设备上完成粗磨成型或者精磨磨削等工序,因此造成半球谐振子的加工质量存在局部崩边,出现亚损伤层等缺陷,为了解决这些问题,现有技术一般采用二次加工,把精密磨削的谐振子转移到另一台设备进行抛光工序或是采用人工抛光,以提升半球谐振子的粗糙度。

2、如图1和图2所示,由于谐振子结构特殊,抛光工具需要定制,图1为一种谐振子球面抛光工具的示意图,该谐振子球面抛光工具包括抛光头基体100和抛光软体200,抛光头基体100的下部为下端开口的管体结构,抛光软体200包覆在抛光头基体100的下端部表面。目前该半球谐振子抛光工具采用人工制作组装,具体如下,先裁剪形成环状的抛光软体片,再在抛光软体片边缘开设多个周向间隔布置的v型槽,且在其上表面涂胶后,将抛光软体片置于抛光头基体100底部并尽量确保二者同轴布置,再施力使抛光软体片朝向管体内的部分包覆在抛光头基体100下端部的内表面,抛光软体片朝向管体外的部分包覆在抛光头基体100下端部的外表面,从而形成包覆在抛光头基体100下端部表面的抛光软体200。上述抛光工具的人工制作过程耗时又费力,而且每一支人工组装好的抛光头形体不一,存在不明确的误差,从而会对半球谐振子的抛光产生很大的影响,导致批量抛光的半球谐振子余量不均,误差各有不同,难以保证半球谐振子的一致性,从而导致了半球谐振子q值的不均匀性。


技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足,提供一种实现抛光工具的高效机械化制备,保证抛光工具尺寸的一致性,节约半球谐振子制造时间成本的谐振子球面抛光工具的制备装置及制备方法。

2、为解决上述技术问题,本发明采用以下技术方案:

3、一种谐振子球面抛光工具的制备装置,包括安装结构、冲孔机构、槽切机构、第一覆胶机构和成型机构,所述安装结构包括第一安装板和工作台、所述第一安装板位于工作台的上方,所述冲孔机构包括冲孔驱动机构、冲孔机头和冲孔模具,所述冲孔模具设于工作台上,用于容置抛光软体片,所述冲孔机头固定在冲孔驱动机构的下端,冲孔驱动机构固定在第一安装板上,用于驱动冲孔机头下移,以对冲孔模具内的抛光软体片进行冲孔,形成抛光软体环;

4、所述槽切机构包括槽切驱动机构、槽切机头和槽切模具,所述槽切模具设于工作台上,用于容置抛光软体环,所述槽切机头固定在槽切驱动机构的下端,槽切驱动机构固定在第一安装板上,用于驱动槽切机头下移至对槽切模具内的抛光软体环的边缘进行周向槽切,以使抛光软体环的边缘形成多个间隔布置的v型槽;

5、所述第一覆胶机构包括第一覆胶驱动机构、覆胶机头和第一覆胶模具,所述第一覆胶模具设于工作台上,用于容置槽切后的抛光软体环,所述覆胶机头固定在第一覆胶驱动机构的下端,第一覆胶驱动机构固定在第一安装板上,用于驱动覆胶机头下移,以使覆胶机头对第一覆胶模具内的抛光软体环表面进行覆胶;

6、所述成型机构包括成型驱动机构和成型模具,所述成型模具设于工作台上,其表面开设有环型腔,所述环型腔与包覆在抛光头基体上的抛光软体相配合,

7、所述成型驱动机构固定在第一安装板上,其能够固定抛光头基体,用于驱动抛光头基体下移至使得抛光软体环呈u型压入环型腔内,抛光软体环通过其表面的胶水包覆并粘连在抛光头基体下端部的表面。

8、优选地,所述冲孔模具的上表面中心开设有与抛光软体片配合的冲孔型腔,冲孔型腔的底面中心开设有容置冲孔余料的落料孔,

9、所述冲孔机头的下端具有冲孔刀且能够伸入至落料孔中,所述冲孔机头的下端部套设有压环,用于将抛光软体片压设在冲孔型腔内。

10、优选地,所述冲孔机头上设有多个卸料机构,所述卸料机构包括卸料弹簧和卸料螺钉,

11、冲孔机头的外壁设有止挡环,止挡环上开设有多个导向孔,导向孔与卸料机构一一对应,所述卸料螺钉的下端从导向孔穿过后与压环螺纹连接,卸料弹簧穿设在相应的卸料螺钉上,冲孔机头下移时所述卸料弹簧被压缩,压缩后的卸料弹簧能够驱动冲孔机头上移。

12、优选地,所述槽切机头的下端端面设有刀槽,所述刀槽的侧槽壁上设有多个朝向刀槽中心延伸的v型切刀,多个v型切刀沿刀槽的周向均匀布置,

13、所述槽切模具的中心设有与刀槽配合的槽切台,用于放置抛光软体环,槽切台的边缘开设多个用于容置槽切废料的v型槽,多个v型槽与多个v型切刀一一对应,且v型槽与相应的v型切刀匹配。

14、优选地,所述第一覆胶模具的上表面开设有覆胶型腔,用于容置经槽切的抛光软体环,

15、覆胶机头包括第一胶槽和覆胶压块,第一胶槽的底面开设有多个出胶孔,且其底面中心具有与第一覆胶驱动机构固连的安装柱,第一覆胶驱动机构能够带动覆胶机头下移至与覆胶型腔内的抛光软体环抵接,

16、覆胶压块套设在安装柱上,且可在外力作用下相对安装柱下移,以将胶槽内的胶水从出胶孔中压出。

17、优选地,还包括压贴机构,所述压贴机构包括压贴驱动机构和压贴模具,

18、所述压贴模具设于工作台上,其上开设有压贴型腔,用于容置经覆胶的抛光软体环,压贴驱动机构固定在第一安装板上,用于与覆胶后的抛光头基体固连,并驱动抛光头基体下移至与压贴型腔的抛光软体环抵接,以使抛光头基体和抛光软体环通过胶水粘连;和/或,

19、还包括第二覆胶机构,所述第二覆胶机构包括第二覆胶驱动机构和第二覆胶模具,

20、所述第二覆胶模具设于工作台上,其上开设有第二胶槽,第二覆胶驱动机构固定在第一安装板上,用于与抛光头基体固连,并驱动抛光头基体下移至伸入第二胶槽内设定深度。

21、优选地,还包括校正机构,所述校正机构包括校正驱动机构、第一校正模具、第二校正模具和第三校正模具,第三校正模具为环状结构,第二校正模具为柱状结构,其底面中心向下延伸形成凸台,

22、第一校正模具设于工作台上,其上表面开设有与第三校正模具外侧壁配合的第一型腔,第一型腔底面开设有与所述凸台配合的第二型腔,所述凸台套入第二型腔且所述第二校正模具置于第一型腔内时,所述第二校正模具外侧壁与所述第三校正模具内侧壁围合形成校正型腔,所述校正型腔与包覆在抛光头基体上的抛光软体相配合,

23、校正驱动机构用于与抛光头基体固连,并驱动抛光头基体下移至其包覆抛光软体的部分伸入所述校正型腔内,且还用于驱动抛光头基体上移至带动第二校正模具和第三校正模具从第一校正模具内移出。

24、优选地,安装结构还包括第二安装板,第一安装板通过多个支撑柱支撑于第二安装板上;所述工作台转动连接于第二安装板上,其能够相对第二安装板转动,以使某一工序的模具与其驱动机构相对应。

25、优选地,所述工作台上设有多个容置孔,多个容置孔与多个模具一一对应且匹配,每个模具的外壁设有安装环,所述模具位于安装环以下的部分置于相应的容置孔内,其安装环搭设在工作台的台面上,所述工作台上还可拆卸连接有盖板,所述盖板上开设有多个安装孔,多个安装孔与多个模具一一对应,安装孔设有与相应模具的安装环对应的沉台,用于将相应模具压设在工作台上。

26、作为一个总的发明构思,本发明还提供一种利用上述的装置制备谐振子球面抛光工具的方法,包括以下步骤:

27、s1:将抛光软体片置于冲孔模具内,冲孔驱动机构驱动冲孔机头上下移动,以对冲孔模具内的抛光软体片进行冲孔,形成抛光软体环;

28、s2:将抛光软体环置于槽切模具内,槽切驱动机构驱动槽切机头下移至对槽切模具内的抛光软体环的边缘进行周向槽切,以使抛光软体环的边缘形成多个间隔布置的v型槽;

29、s3:将槽切后的抛光软体环置于第一覆胶模具内,第一覆胶驱动机构驱动覆胶机头下移,以对第一覆胶模具内的抛光软体环表面进行覆胶;

30、s4:将覆胶后的抛光软体环置于成型模具上,且将抛光头基体固定在成型驱动机构上,成型驱动机构驱动抛光头基体下移,至使得抛光软体环呈u型压入环型腔内,抛光软体和抛光头基体通过抛光软体表面的胶水粘连。

31、与现有技术相比,本发明的优点在于:

32、本发明提供了一套结构稳定,使用操作简单便捷高效的谐振子球面抛光工具的制备装置,各个工序环节的交替工作在一起有序完成,最终能够实现半球谐振子抛光工具的机械化制备,节约了大量的时间成本的同时,能够确保每一款抛光工具的形貌几乎保持一致,从而能够保证半球谐振子抛光均衡的一致性,有效控制半球谐振子的加工精度,从而在保证谐振子抛光质量的前提下提高半球谐振子的加工效率,实现批产化。


技术特征:

1.一种谐振子球面抛光工具的制备装置,其特征在于,包括安装结构(8)、冲孔机构(1)、槽切机构(2)、第一覆胶机构(3)和成型机构(4),所述安装结构(8)包括第一安装板(81)和工作台(82)、所述第一安装板(81)位于工作台(82)的上方,

2.根据权利要求1所述的谐振子球面抛光工具的制备装置,其特征在于,所述冲孔模具(13)的上表面中心开设有与抛光软体片配合的冲孔型腔(131),冲孔型腔(131)的底面中心开设有容置冲孔余料的落料孔(132),

3.根据权利要求2所述的谐振子球面抛光工具的制备装置,其特征在于,所述冲孔机头(12)上设有多个卸料机构,所述卸料机构包括卸料弹簧(124)和卸料螺钉(125),

4.根据权利要求1所述的谐振子球面抛光工具的制备装置,其特征在于,

5.根据权利要求1所述的谐振子球面抛光工具的制备装置,其特征在于,

6.根据权利要求1所述的谐振子球面抛光工具的制备装置,其特征在于,还包括压贴机构(5),所述压贴机构(5)包括压贴驱动机构(51)和压贴模具(52),

7.根据权利要求1所述的谐振子球面抛光工具的制备装置,其特征在于,还包括校正机构(7),所述校正机构(7)包括校正驱动机构(71)、第一校正模具(72)、第二校正模具(73)和第三校正模具(74),第三校正模具(74)为环状结构,第二校正模具(73)为柱状结构,其底面中心向下延伸形成凸台(731),

8.根据权利要求1所述的谐振子球面抛光工具的制备装置,其特征在于,安装结构(8)还包括第二安装板(83),第一安装板(81)通过多个支撑柱(84)支撑于第二安装板(83)上;所述工作台(82)转动连接于第二安装板(83)上,其能够相对第二安装板(83)转动,以使某一工序的模具与其驱动机构相对应。

9.根据权利要求1所述的谐振子球面抛光工具的制备装置,其特征在于,

10.一种利用权利要求1-9任一项所述的装置制备谐振子球面抛光工具的方法,其特征在于,包括以下步骤:


技术总结
本发明提供一种谐振子球面抛光工具的制备装置及制备方法,制备装置包括冲孔机构、槽切机构、覆胶机构和成型机构,冲孔驱动机构驱动冲孔机头下移以对冲孔模具内的抛光软体片进行冲孔,形成抛光软体环;槽切驱动机构驱动槽切机头下移至对槽切模具内的抛光软体环的边缘进行周向槽切,以使抛光软体环的边缘形成多个间隔布置的V型槽;覆胶驱动机构驱动覆胶机头下移,以对覆胶模具内的抛光软体环表面进行覆胶;成型驱动机构驱动抛光头基体下移至使得抛光软体环呈U型压入环型腔内,抛光软体环和抛光头基体通过抛光软体环表面的胶水粘连。本发明能够实现抛光工具的高效机械化制备,保证抛光工具尺寸的一致性,节约半球谐振子制造时间成本。

技术研发人员:王飞,王凡,谌健
受保护的技术使用者:湖南二零八先进科技有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/5/29
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