发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种多间距深小孔抛光装置及抛光方法，以解决(回转)光学元器件上的多小孔深孔的抛光精度抛光效率不高的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种深孔抛光装置，该装置用于对回转光学元器件上的各个深孔进行抛光，其中回转光学元器件上的各个深孔轴线平行且贯穿回转光学元器件工件。所述的深孔抛光装置包括工件自转装置4、工件往复移动装置1、抛光工具旋转装置 2以及抛光液循环装置3。所述的工件往复移动装置1设于工件自转装置4的侧面，其移动方向平行于工件深孔轴线，其中，工件自转装置4通过夹具和转接板螺栓连接固定在往复移动装置1上，工件25沿工件自转装置4的轴线穿过固定连接在工件自转装置4的转盘20上，转盘20带动工件25做回转运动，从而保证工件25围绕抛光孔26轴线回转运动的情况下同时能够沿其轴线方向往复运动；所述的抛光工具旋转装置2夹持住抛光刷22两端，带动抛光刷22做回转运动，所述的抛光刷22沿工件25深孔轴线平行穿过抛光孔26，并可通过XYZ 轴微调平台b12和XYZ轴微调平台a16对抛光工具旋转装置2进行XYZ方向微调从而调整抛光刷22的位置。抛光液循环装置3设于整体装置侧面，实现抛光过程中的抛光液循环作用。通过本装置能够实现多间距回转光学元器件深孔的高质高效抛光。

所述工件自转装置4包括转台夹具7、中空旋转转台23、转盘20、法兰导向轴支座21、XY轴中空微调平台24。所述转台夹具7用于螺栓固定住中空旋转转台23并通过转接板8与工件往复移动装置1螺栓连接固定，其中，中空旋转转台23上设有转盘20，转盘20通过电机相对中空旋转转台23做回转运动，转盘20面上螺栓固定有XY轴中空微调平台24，XY轴中空微调平台24台面上螺栓连接固定有法兰导向轴支座21，工件25沿法兰导向轴支座24的轴线穿过并通过螺丝紧固在一起，通过中空旋转转台23上转盘20的转动带动工件25的自转，通过对XY轴中空微调平台24进行XY方向的微调确保工件25的抛光孔中心为自转中心。

所述工件往复移动装置1包括移动模组14、XZ轴微调平台9、转接板8。所述移动模组14上螺栓固定连接有XZ轴微调平台9，XZ轴微调平台9的z轴台面上螺栓固定连接有转接板8，转接板8通过与工件自转装置4上的转盘夹具 7螺栓固定连接，从而实现移动模组14带动工件25的往复运动，提高抛光效率。

所述抛光工具旋转装置2包括抛光刷22、电主轴a6、电主轴b11、XYZ轴微调平台a16、XYZ轴微调平台b12、电主轴夹具a5、电主轴夹具b10。所述抛光刷22设置为圆柱状，在其表面设置为螺旋线凹槽进行整形，抛光刷22沿工件25上抛光孔26的轴线平行穿过，抛光刷22两端分别与电主轴a6、电主轴 b11的夹头固定，实现抛光刷22的旋转运动。所述电主轴a6和电主轴b11分别用电主轴夹具a5、电主轴夹具b10固定，电主轴夹具a5和电主轴夹具b10分别用长螺栓固定在XYZ轴微调平台a16和XYZ轴微调平台b12的台面上，通过同步调节XYZ轴微调平台a16和b12可以调整抛光刷22的中心线与抛光孔26 的轴心线之间的偏心程度从而控制抛光刷22对抛光孔26的管壁的压力大小。

所述的抛光液循环装置3包括抛光液上密封盘13、抛光液盒15、蠕动泵17，软管18。所述抛光液上密封盘13沿工件25轴线设在工件25的上端面，用于抛光液的滴入；所述抛光液盒15设在工件25下端面底部，用于抛光液的收集；所述蠕动泵17通过软管18将抛光液注入抛光液上密封盘13，其中向抛光液上密封盘13内注入的抛光液的量应保证工件25的抛光孔26端面浸入到抛光液中。同时所述蠕动泵17通过软管18连接抛光液盒15，通过蠕动泵17的运动实现抛光过程中抛光液的循环使用。

上述装置均布置在光学平板27上，平板27螺栓固定在角度调节器19，平板27可根据角度调节器19在0-90度内进行角度调整。

进一步的，所述的上述深孔抛光装置增设两个抛光刷夹持盘后，可以同时对工件上多个深孔同时进行抛光加工。所述的抛光刷夹持盘包括圆盘28、轴承 29、轴30、带杆大齿轮31、小齿轮32。所述圆盘28与电主轴夹具固定连接，圆盘28中心设有用于穿过轴承29的通孔，沿通孔周向设置轴30。所述带杆大齿轮31通过轴承29与电主轴夹头相连，小齿轮32内含轴承套在轴30上，小齿轮32沿带杆大齿轮31周向布置，且带杆大齿轮31与小齿轮32啮合运动；所述小齿轮32与多个抛光刷22固定连接。所述电主轴回转运动带动大齿轮31 自转，大齿轮31通过啮合运动带动小齿轮32自转，继而带动抛光刷22旋转运动，从而实现对多孔工件的多个内孔同时进行抛光运动。

进一步的，所述的上述深孔抛光装置可以在XYZ轴微调平台上a16、b12 上增设位移传感器、力传感器，并将其与控制器、驱动装置相连。位移传感器、力传感器可以在抛光过程中感知抛光刷22对工件25的压力变化，进而反馈给控制器，从而控制动力装置对XYZ轴微调平台a16、b12进行位移上的调整，通过调整抛光刷22中心线与工件抛光孔26轴线的偏心程度来改变抛光刷22对工件抛光孔26管壁的压力大小，进而实现抛光过程中抛光压力的自动控制。

进一步的，所述抛光毛刷22为柔性抛光刷，两端为光杆，中间为带毛段，带毛段直径对应深孔直径不超过±0.5mm。

进一步的，所述回转光学元器件工件25为一直径26mm、长度350mm的石英玻璃棒，石英棒中预设两深孔，深孔直径2mm，两深孔轴线间隔2mm，两深孔沿其轴线平行且贯穿石英玻璃棒。

一种基于上述抛光装置实现的多间距深孔抛光方法，包括如下步骤：

步骤一、对抛光毛刷22进行整形，将抛光毛刷22穿过工件25所需抛光的抛光孔26，将工件25沿法兰导向轴支座21的轴线穿过并进行固定。

步骤二、调节XY轴中空微调平台24，使抛光孔26的轴线与中空旋转转转盘20的中心线一致，调节完毕后锁死XY轴中空微调平台24。

步骤三、将电主轴a6和电主轴b11夹头分别连接抛光刷22两端，调节XYZ 轴微调平台a16、XYZ轴微调平台b12以及XZ轴微调平台9，使抛光刷22绷紧并保持抛光刷22的中心线与抛光孔26轴线处于同一位置后，锁死XYZ轴微调平台Y轴方向。

步骤四、对XYZ轴微调平台a16、b12或者XZ轴微调平台9进行XZ任一方向的微调，实现对抛光刷22中心线与工件抛光孔26轴线偏心程度的调整，调到合适位置后锁死所有微调平台。本步骤通过控制抛光刷22中心线和抛光孔 26轴线的偏心程度，从而设定控制抛光刷22对工件抛光孔26管壁的抛光压力的大小。

步骤五、将抛光液上密封盘13套在工件25上端，抛光液盒15设在工件25 下端，分别向抛光液上密封盘13和抛光液盒15中注入抛光液，并启动蠕动泵 17，进行抛光液循环。

步骤六、设置装置各运动工作参数，启动电主轴a6和b11，中空旋转转台 23、移动模组14：通过设定电主轴的转速和设定移动模组14的位移和速度，使抛光刷22在自转的同时沿工件抛光孔26的轴向做往复运动；同时通过设定中空旋转转台23的转速，使工件沿其抛光孔26轴线自身做匀速回转运动，确保抛光孔26管壁弧面抛光质量一致。抛光过程中，电主轴a6和电主轴b11为相对同向运动，两者转速一致。

步骤七、先后关闭移动模组14、中空旋转转台23、电主轴a6和b11，蠕动泵17；松开电主轴a6和b11的夹头，将工件25从法兰导向轴支座21上取下并抽出抛光刷22，清洗工件25。

本发明的有益成果：

(1)本申请提供一种多间距深小孔抛光装置及抛光方法，将工件悬空夹持在中空旋转转盘上，向抛光液盘中注入抛光液，电主轴带动抛光毛刷在待加工的深孔内旋转并做轴向往复运动，实现对管道内壁的高速高效抛光，同时中空旋转转盘带动工件沿待加工深孔轴线做自转运动，实现对工件深孔内壁的360 度充分抛光，避免抛光装置顺着深孔内壁抛光中出现局部差异度较高的问题。同时利用微调装置改变抛光毛刷中线位置与待加工内孔轴线位置偏斜程度，控制抛光压力，从而提高抛光速度，改善抛光质量，并且能够根据待加工深孔直径和抛光毛刷直径进行灵活调节，可适应多种孔径深孔和抛光毛刷，通过整体的相互配合，保证了装置的灵活可调性。

(2)本发明通过设置有中空XY轴微调装置，对多间距深孔工件固定时，根据待加工内孔轴线与工件中心线偏心程度调节中空XY轴微调装置XY方向，保证待加工内孔轴线与中空旋转转盘旋转中心线一致，实现了对多孔工件各间距孔的抛光。

(3)本发明通过改变抛光毛刷带毛段长度，同时调节两电主轴间隔距离，可实现对不同规格长度深孔全部进行抛光，提高抛光效率。

(4)本发明通过调节平板倾斜角度，使得抛光毛刷在待加工深孔内抛光的同时，抛光液受重力作用以及抛光毛刷高速旋转带来的压力作用快速流入内孔进行循环，从而提高抛光速度，保证抛光质量。

(5)本发明通过实现抛光过程中抛光液的循环使用，能够节约成本，带来巨大的环保效益。