具有砂轮修整和磨削加工的两工位加工装置制造方法及图纸

具有砂轮修整和磨削加工的两工位加工装置，属于超精密加工技术领域。解决了对小尺寸球头砂轮在安装后存在偏心量和加工过程中细磨粒球头砂轮磨损导致加工质量和面型精度变差的问题。本发明专利技术工作台的上表面等间隔开有T型槽，所述T型槽用于通过T型槽螺钉将两个CCD监测装置、电火花修正装置和工件主轴夹持件固定在工作台上；工件主轴过渡板通过定位块定位于工作台上，并通过T型槽螺钉紧固，工件主轴夹持件连接于工件主轴过渡板上，工件主轴安装于工件主轴夹持件的夹持孔内，并通过旋紧螺钉进行夹紧紧固；所述工件主轴的轴心方向与T型槽方向平行；工作台的四周设有工作台防护罩，所述工作台防护罩的内侧设有工件主轴装置防护罩，工件主轴与电火花修整装置之间设有上边缘高度可上下调节的防护风琴罩。本发明专利技术适用于砂轮修整和磨削加工使用。

Two position machining device with grinding wheel dressing and grinding process

The utility model relates to a two position processing device with grinding wheel dressing and grinding, belonging to the technical field of ultra precision machining. The problem that the eccentricity of the small size ball head grinding wheel after installation and the abrasion of the ball head of the fine abrasive ball in the machining process are solved, and the machining quality and the surface accuracy become worse. The invention of the work bench surface spaced T slot, the T slot for a T type slot screw two CCD monitoring device, electric spark correction device and the workpiece spindle clamping piece is fixed on the worktable; the workpiece spindle transition plate through the locating block on the table, and T type groove screw fastening, workpiece spindle clamping pieces are connected with the transition plate workpiece spindle, the workpiece spindle mounted on the spindle clamp clamping hole, and a clamping fastening screw through the axis direction parallel to the direction of; the workpiece spindle and T groove; around the table with a working table the protective cover, the inner side of the working table of the protective cover is provided with a protective cover between the workpiece spindle device, workpiece spindle and electric spark truing device is arranged on the edge of the height can be adjusted up under the cover of the organ protection. The invention is suitable for grinding wheel dressing and grinding.

【技术实现步骤摘要】
具有砂轮修整和磨削加工的两工位加工装置
本专利技术属于超精密加工

技术介绍
随着科学技术的日益发展，超精密加工技术在国防工业、航空航天科技、光学与通信、新能源等众多高
中发挥着越来越重要的作用。同时这些领域对所需求的零件的加工质量也提出了越来越高的要求，使用的材料越来越多样化，结构也相应的越来越复杂化，这些特点使得该类零件的加工难度也随之增加。该类零件多由超精密磨削来实现其加工过程。当该类零件的总体尺寸较小时，由于结构比较复杂，所以加工过程中工具砂轮极易与工件产生干涉，而且其圆弧曲率半径较小，因此，需要采用小尺寸的球头砂轮对其进行超精密磨削加工。因为球头砂轮的直径受最小曲率半径限制一般只有几毫米，所以其加工线速度不会特别高，为了获得优异的加工质量，则需要采用细微粒的金刚石作为磨粒。该类球头砂轮在加工熔融石英等难加工材料的过程中容易产生磨损，使砂轮失去正常磨削能力，从而影响加工零件的表面质量，也使得加工后零件的面型精度变差。而砂轮安装所带来的偏心等问题也会使工件的加工表面质量和面型精度变差，并加剧砂轮的磨损速度。为了解决这两个问题，需要一种具有两工位的磨削装置能够在砂轮安装后进行修整以尽可能减小偏心量的存在，可以在加工过程中实现对砂轮的随时修整，以获得砂轮较高的面型精度的同时提高砂轮的磨削能力，并且具有砂轮修整过程监测能力。
技术实现思路
本专利技术是为了解决对小尺寸球头砂轮在安装后存在偏心量和加工过程中细磨粒球头砂轮磨损导致加工质量和面型精度变差的问题，提出了一种具有砂轮修整和磨削加工的两工位加工装置。本专利技术所述的具有砂轮修整和磨削加工的两工位加工装置，该装置包括修整装置防护罩3、工作台防护罩5、工件主轴装置防护罩6、工作台7、工件主轴8、两个CCD监测装置、电火花修整装置、工件主轴过渡板22、精密定位平台防护罩23、防护装置盖板25、工件主轴夹持件26、超精密定位平台27、修整装置过渡板28、电极支撑杆29和电极盖板13；CCD监测装置包括二维微位移平台11、CCD对刀装置连接板12、CCD相机10、CCD对刀装置定位块18、二维微位移平台连接板19和CCD相机夹持件20；电火花修整装置包括修整电极主轴2、修整电极9、石墨电刷14、电刷绝缘外壳15、电刷弹簧16和修整电极主轴夹持件24；工作台7的上表面等间隔开有T型槽，所述T型槽用于通过T型槽螺钉将两个CCD监测装置、电火花修整装置和工件主轴夹持件26固定在工作台7上；工件主轴过渡板22通过定位块定位于工作台7上表面，并通过T型槽螺钉紧固，工件主轴夹持件26连接于工件主轴过渡板22上，工件主轴8安装于工件主轴夹持件26的夹持孔内，并通过旋紧螺钉进行夹紧紧固；所述工件主轴8的轴心方向与T型槽方向平行；工作台7的四周设有工作台防护罩5，所述工作台防护罩5的内侧设有工件主轴装置防护罩6，工件主轴8与电火花修整装置之间设有上边缘高度可上下调节的防护风琴罩；精密定位平台防护罩23和防护装置盖板25分别设置在修整电极主轴夹持件24下侧过渡板的侧面和上面，精密定位平台防护罩23和防护装置盖板25用于避免球头砂轮电火花修整过程中，工作液飞溅入直线电机驱动的超精密定位平台内部；修整电极主轴夹持件24安装于防护装置盖板25的上表面，修整电极主轴2安装于修整电极主轴夹持件24的夹持孔内，并通过旋紧螺钉进行夹紧紧固；修整电极9安装在修整电极主轴2的轴孔内；修整装置防护罩3围设在电火花修整装置的外侧，修整装置防护罩3的前端面开设有圆形通孔，所述修整电极9的前端穿过所述修整装置防护罩3前端面的圆形通孔；CCD对刀装置连接板12通过定位块定位在工作台7的上表面，二维微位移平台11通过二维微位移平台连接板19与CCD对刀装置连接板12连接，CCD相机10通过CCD相机夹持件20夹设在二维微位移平台11的上；CCD对刀装置定位块18固定连接于CCD对刀装置连接板12的下侧，CCD相机10的镜头对准球头砂轮电火花修整加工区域或工件磨削加工区域；CCD相机10用于监测球头砂轮电火花修整过程和工件磨削过程；电极盖板13压紧电刷弹簧16将石墨电刷14压紧在电刷绝缘外壳15的内部，电刷绝缘外壳15通过电极支撑杆29安装于修整装置过渡板28上；修整装置过渡板28通过定位块定位于工作台7上，超精密定位平台27安装在修整装置过渡板28上，修整电极主轴夹持件24通过过渡板安装于超精密定位平台27的上侧。本专利技术是针对小尺寸球头砂轮在安装后存在偏心量和加工过程中细磨粒球头砂轮磨损导致加工质量和面型精度变差的问题，电火花修整装置和磨削工件主轴装置并排安放于工作台上形成两工位，并安装CCD监测装置，监测砂轮修整过程。在砂轮安装后可通过电火花修整工位对砂轮进行修整，减小砂轮安装过程中所带来的偏心误差，在加工过程中砂轮产生磨损时，可以随时更换磨削加工工位和修整工位，对砂轮进行电火花修整，以保证对工件的超精密磨削加工。本专利技术所述装置通过工作台过渡连接板上预留的连接孔与机床运动平台相连，并可以随运动平台实现运动。该装置的运动系统主要由超精密定位平台及工件主轴和修整电极主轴组成，每个运动轴及定位平台都有独立的驱动器，定位平台可通过控制反馈信号线与运动控制卡相连，受控于上位机的运动控制软件，可以实现闭环控制，以及相应的误差补偿，以获得更高的运动精度。完成该装置与机床的软硬件连接工作后，即可使用该装置进行磨削加工和球头砂轮的电火花修整加工。加工前检查修整装置中碳刷的可用长度并调整碳刷弹簧的预紧力，保证碳刷在修整过程中与修整电极和球头砂轮杆的可靠接触。然后将平头砂轮安装于砂轮主轴上，操作机床运动平台，使其处于电火花修整工位，并用修整工位的CCD对刀装置完成修整前的对刀工作，开启砂轮和电极主轴并供给磨削液，开始对砂轮进行球头修整，这样可以尽可能的减小砂轮安装偏心对磨削加工过程所带来的影响。修整后将工作台移动到磨削工位，完成CCD对刀，并对零件进行磨削加工，加工过程中用CCD装置对砂轮的磨损状态进行实时监测。达到一定的磨损量时，移动工作台至修整工位对磨损的砂轮进行修整，依次往复进行，完成零件的高质量磨削加工。附图说明图1为本专利技术所述的具有砂轮修整和磨削加工的两工位加工装置的俯视图；图2为本专利技术所述具有砂轮修整和磨削加工的两工位加工装置的后视图；图3为本专利技术所述的具有砂轮修整和磨削加工的两工位加工装置的左视图；图4为异面误差分析坐标图；图5为砂轮径向跳动误差分析坐标图；图6为电极径向跳动误差分析坐标图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。具体实施方式一、结合图1至图3说明本实施方式，本实施方式所述的具有砂轮修整和磨削加工的两工位加工装置，该装置包括修整装置防护罩3、工作台防护罩5、工件主轴装置防护罩6、工作台7、工件主轴8、两个CCD监测装置、电火花修整装置、工件主轴过渡板22、精密定位平台防护罩23、防护装置盖板25、工件主轴夹持件26、超精密定位平台27、修整装置过渡板28、电极支撑杆29和电极盖板13；CCD监测装置包括二维微位移平台11、CCD对刀装置连接板1本文档来自技高网...

【技术保护点】
具有砂轮修整和磨削加工的两工位加工装置，其特征在于，该装置包括修整装置防护罩(3)、工作台防护罩(5)、工件主轴装置防护罩(6)、工作台(7)、工件主轴(8)、两个CCD监测装置、电火花修整装置、工件主轴过渡板(22)、精密定位平台防护罩(23)、防护装置盖板(25)、工件主轴夹持件(26)、超精密定位平台(27)、修整装置过渡板(28)、电极支撑杆(29)和电极盖板(13)；CCD监测装置包括二维微位移平台(11)、CCD对刀装置连接板(12)、CCD相机(10)、CCD对刀装置定位块(18)、二维微位移平台连接板(19)和CCD相机夹持件(20)；电火花修整装置包括修整电极主轴(2)、修整电极(9)、石墨电刷(14)、电刷绝缘外壳(15)、电刷弹簧(16)和修整电极主轴夹持件(24)；工作台(7)的上表面等间隔开有T型槽，所述T型槽用于通过T型槽螺钉将两个CCD监测装置、电火花修整装置和工件主轴夹持件(26)固定在工作台(7)上；工件主轴过渡板(22)通过定位块定位于工作台(7)上表面，并通过T型槽螺钉紧固，工件主轴夹持件(26)连接于工件主轴过渡板(22)上，工件主轴(8)安装于工件主轴夹持件(26)的夹持孔内，并通过旋紧螺钉进行夹紧紧固；所述工件主轴(8)的轴心方向与T型槽方向平行；工作台(7)的四周设有工作台防护罩(5)，所述工作台防护罩(5)的内侧设有工件主轴装置防护罩(6)，工件主轴(8)与电火花修整装置之间设有上边缘高度可上下调节的防护风琴罩；精密定位平台防护罩(23)和防护装置盖板(25)分别设置在修整电极主轴夹持件(24)下侧过渡板的侧面和上面，精密定位平台防护罩(23)和防护装置盖板(25)用于避免球头砂轮(21)电火花修整过程中，工作液飞溅入直线电机驱动的超精密定位平台内部；修整电极主轴夹持件(24)安装于防护装置盖板(25)的上表面，修整电极主轴(2)安装于修整电极主轴夹持件(24)的夹持孔内，并通过旋紧螺钉进行夹紧紧固；修整电极(9)安装在修整电极主轴(2)的轴孔内；修整装置防护罩(3)围设在电火花修整装置的外侧，修整装置防护罩(3)的前端面开设有圆形通孔，所述修整电极(9)的前端穿过所述修整装置防护罩(3)前端面的圆形通孔；CCD对刀装置连接板(12)通过定位块定位在工作台(7)的上表面，二维微位移平台(11)通过二维微位移平台连接板(19)与CCD对刀装置连接板(12)连接，CCD相机(10)通过CCD相机夹持件(20)夹设在二维微位移平台(11)的上；CCD对刀装置定位块(18)固定连接于CCD对刀装置连接板(12)的下侧，CCD相机(10)的镜头对准球头砂轮电火花修整加工区域或工件磨削加工区域；CCD相机(10)用于监测球头砂轮电火花修整过程和工件磨削过程；电极盖板(13)压紧电刷弹簧(16)将石墨电刷(14)压紧在电刷绝缘外壳(15)的内部，电刷绝缘外壳(15)通过电极支撑杆(29)安装于修整装置过渡板(28)上；修整装置过渡板(28)通过定位块定位于工作台(7)上，超精密定位平台(27)安装在修整装置过渡板(28)上，修整电极主轴夹持件(24)通过过渡板安装于超精密定位平台(27)的上侧。...

【技术特征摘要】
1.具有砂轮修整和磨削加工的两工位加工装置，其特征在于，该装置包括修整装置防护罩(3)、工作台防护罩(5)、工件主轴装置防护罩(6)、工作台(7)、工件主轴(8)、两个CCD监测装置、电火花修整装置、工件主轴过渡板(22)、精密定位平台防护罩(23)、防护装置盖板(25)、工件主轴夹持件(26)、超精密定位平台(27)、修整装置过渡板(28)、电极支撑杆(29)和电极盖板(13)；CCD监测装置包括二维微位移平台(11)、CCD对刀装置连接板(12)、CCD相机(10)、CCD对刀装置定位块(18)、二维微位移平台连接板(19)和CCD相机夹持件(20)；电火花修整装置包括修整电极主轴(2)、修整电极(9)、石墨电刷(14)、电刷绝缘外壳(15)、电刷弹簧(16)和修整电极主轴夹持件(24)；工作台(7)的上表面等间隔开有T型槽，所述T型槽用于通过T型槽螺钉将两个CCD监测装置、电火花修整装置和工件主轴夹持件(26)固定在工作台(7)上；工件主轴过渡板(22)通过定位块定位于工作台(7)上表面，并通过T型槽螺钉紧固，工件主轴夹持件(26)连接于工件主轴过渡板(22)上，工件主轴(8)安装于工件主轴夹持件(26)的夹持孔内，并通过旋紧螺钉进行夹紧紧固；所述工件主轴(8)的轴心方向与T型槽方向平行；工作台(7)的四周设有工作台防护罩(5)，所述工作台防护罩(5)的内侧设有工件主轴装置防护罩(6)，工件主轴(8)与电火花修整装置之间设有上边缘高度可上下调节的防护风琴罩；精密定位平台防护罩(23)和防护装置盖板(25)分别设置在修整电极主轴夹持件(24)下侧过渡板的侧面和上面，精密定位平台防护罩(23)和防护装置盖板(25)用于避免球头砂轮(21)电火花修整过程中，工作液飞溅入直线电机驱动的超精密定位平台内部；修整电...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈明君，王廷章，刘赫男，程健，张杰，高万彬，方针，于波，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23