摘要：最早的二軸透鏡精磨機由于研磨盤的壓力只有0.029MPa，工作效率很低，再加上電氣控制系統(tǒng)冷卻和加工是由分離的兩個開關(guān)控制的，當操作人員誤操作時，容易造成加工透鏡的破損。文章對原有的二軸透鏡精磨機PP400.2根據(jù)加工工藝的要求對機械局部結(jié)構(gòu)及電氣控制進行了改造。

關(guān)鍵詞：加壓裝置；氣缸；結(jié)構(gòu)改造；電氣原理

中圖分類號：TS246 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2013）23-0023-02

近些年來，隨著光-機-電領(lǐng)域的技術(shù)進步，各種掃描儀、投影機、數(shù)碼相機、監(jiān)控設(shè)備等新產(chǎn)品對光學透鏡的需求量越來越大，對精度的要求也越來越高。傳統(tǒng)的光學加工設(shè)備存在很多不足，最早的二軸透鏡精磨機由于研磨盤的壓力只有0.029MPa，工作效率很低，再加上電氣控制系統(tǒng)冷卻和加工是由分離的兩個開關(guān)控制的，當操作人員誤操作時，常常發(fā)生干磨的現(xiàn)象，造成加工透鏡的破損，大大地降低了人力成本、材料成本。為此，文章對本廠的二軸透鏡拋光機PP400.2進行了機械電氣方面的改造。

1 二軸精磨機

1.1 工作原理

圖1

PP400.2是用來研磨透鏡的鏡面，可以加工平面鏡和凸凹透鏡。主要偏重于平面鏡的的研磨，也用于較大直徑的凸凹透鏡。透鏡膠合在鏡盤上，利用研磨盤進行研磨加工，使工件研磨符合圖紙規(guī)定的要求或曲率半徑。如圖1所示：鏡盤沿OA軸線回轉(zhuǎn)，其上置有研磨盤，用球狀銷固定位置，但可以沿OB軸自由旋轉(zhuǎn)。研磨盤有兩種運動，即搖擺運動和自轉(zhuǎn)運動，搖擺運動系由曲柄機構(gòu)經(jīng)球狀銷帶動，旋轉(zhuǎn)運動由于鏡盤旋轉(zhuǎn)式摩擦所帶動，其轉(zhuǎn)速隨OA、OB間的夾角θ而改變，如θ=0時，顯然上下盤的轉(zhuǎn)速相等。θ=90°時，則研磨盤的轉(zhuǎn)速為零。

研磨時球狀銷P所加的負荷力，對工作質(zhì)量和效率有直接的影響，加大負荷時研磨速度可以加快，但工件質(zhì)量不好、負荷太小時，工作效率又不高。

1.2 機床的主要性能和規(guī)格

可研磨的最大工件直徑：Φ400mm，可研磨工件的曲率半徑R30～∞，可成盤研磨小型工件（在水盆直徑范圍內(nèi)），主軸數(shù)量：2，水盆直徑：450mm，機床外形尺寸：2400×800×1100，機床重量：800kg。

2 機械部分的改進

2.1 加壓裝置的設(shè)計

在工作臺面上增加如圖2所示結(jié)構(gòu)。其是由氣缸、導向桿、固定板、固定拉桿等部件組成。

圖2

2.1.1 氣缸的原理：氣動元件是一種能量轉(zhuǎn)換裝置，它是將壓縮空氣的壓力能轉(zhuǎn)化為機械能，驅(qū)動機構(gòu)實現(xiàn)圖2直線往復運動、擺動、旋轉(zhuǎn)運動和沖擊動作。

氣缸是由鋼桶、活塞、活塞桿、前端蓋、后端蓋及密封件組成。雙作用氣缸內(nèi)部被活塞分成兩個腔，有活塞桿腔成為有桿腔，無活塞桿腔成為無桿腔。當無桿腔輸入壓縮空氣時，有桿腔排氣，氣缸兩腔的壓力差作用在活塞上所形成的力克服阻力負載推動活塞運動，使活塞桿伸出；當有桿腔進氣、無桿腔排氣時，使活塞桿收回。若有桿腔和無桿腔交替進氣和排氣時，活塞實現(xiàn)往復直線運動。

2.1.2 氣缸的型號。根據(jù)安裝空間的要求，選擇了前法蘭式氣缸：QGA50×300-f。QGA：氣缸型號；50：氣缸內(nèi)徑；300：行程；f：安裝形式（前法蘭式）。

2.1.3 氣缸的參數(shù)如表1所示。

2.1.4 機械加工件：導向桿，固定板、固定拉桿用45號鋼根據(jù)裝配要求，進行機械精加工制造。

通過特定的設(shè)置，使兩個氣動控制元件來調(diào)節(jié)壓縮空氣的壓力、流量和方向等，以保證執(zhí)行機構(gòu)按規(guī)定的程序正常進行工作，兩個加工單元共用一套氣動系統(tǒng)而互不

干涉。

2.2 主軸部分的設(shè)計

對PP400.2機床的主軸部分進行了相匹配的承載力結(jié)構(gòu)設(shè)計，如圖3所示：

圖3

主軸部分由主軸、上固定套、冷卻裝置、下固定套、皮帶輪構(gòu)成。

3 電氣部分的改造

電氣工作原理如圖4所示：工作開始時，接通電源開關(guān)1HK，按啟動按鈕QA，1C、1JS、2JS線圈得電，水泵電機1D運轉(zhuǎn)，待到1JS延時時間后，接點3-4斷，5-6接通，2C線圈得電，擺架電機2D、主軸電機3D運轉(zhuǎn)，同時1JS線圈斷電，接點3-4通5-6斷，2C線圈通過自鎖點通電。待到2JS延時時間后接點3-4、3-5斷開；2C線圈斷電，主軸、擺架電機停止，1JS線圈重新得電到1JS延時時間后，3-4斷開，水泵停止運轉(zhuǎn)，一個工作循環(huán)結(jié)束。

圖4

4 結(jié)語

改造后的二軸精磨機PP400.2，克服了原有設(shè)備的不足，研磨盤壓力可根據(jù)磨削量的大小及精度要求來調(diào)節(jié)，大大提高了生產(chǎn)效率，避免了操作者疲勞時的誤操作造成的透鏡破碎的事故，達到了改造的目的。

參考文獻

[1] 機械設(shè)計手冊（第一卷）[M].北京：機械工業(yè)出版社，1988.

[2] 機械工人切削手冊[M].北京第一通用機械廠，1970.

[3] 工廠常用電氣設(shè)備手冊[M].北京：水利電力出版社，1989.

作者簡介：徐正琴（1964—），女，甘肅蘭州人，蘭州甘光光學有限責任公司高級工程師，研究方向：機床改造及機械結(jié)構(gòu)的設(shè)計。