超声振动磨削去除量在位检测装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种超声振动磨削去除量在位检测装置，包括底座、Y轴移动机构、X轴移动机构、可倾斜测量机构，所述底座上表面设有三角形及矩形组合滑动导轨，三角形及矩形组合滑动导轨上配合连接Y轴移动机构，Y轴移动机构的Y轴移动平台与底座上表面之间通过三角形及矩形组合滑槽与三角形及矩形组合滑动导轨实现滑动接触，Y轴移动平台上面连接X轴移动机构，X轴移动机构的X轴滑杆前端连接可倾斜测量机构。本发明专利技术结构简单、操作简便，可实现测头螺杆的多自由度运动并获得高精度测量效果，能够有效实现对不同形状、尺寸和厚度工件加工去除量的在位检测；并能够有效提高磨削加工去除量测量的准确性和灵活性，提高测量精度和效率。

In-situ Detector for Elimination of Ultrasound Vibration Grinding

The invention relates to an in-situ detection device for removal amount of ultrasonic vibration grinding, which comprises a base, a Y-axis moving mechanism, an X-axis moving mechanism and a tilting measuring mechanism. The upper surface of the base is provided with triangular and rectangular combined sliding guides, and the triangular and rectangular combined sliding guides are connected with a Y-axis moving mechanism. The Y-axis moving platform of the Y-axis moving mechanism passes through the upper surface of the base. The triangular and rectangular combined sliding grooves have sliding contact with the triangular and rectangular combined sliding guides. The X-axis moving mechanism is connected on the Y-axis moving platform, and the front end of the X-axis moving mechanism is connected with the inclinable measuring mechanism. The invention has the advantages of simple structure and simple operation, can realize multi-degree-of-freedom movement of probe screw and obtain high precision measurement effect, can effectively realize in-situ detection of removal amount of workpieces with different shapes, sizes and thickness, and can effectively improve the accuracy and flexibility of measurement amount of removal in grinding process, and improve measurement accuracy and efficiency.

【技术实现步骤摘要】
超声振动磨削去除量在位检测装置
本专利技术涉及一种加工去除量在位检测装置，尤其是一种超声振动磨削去除量在线检测装置，属于磨削加工

技术介绍
超声振动磨削是利用超声振动和砂轮磨削的一种复合加工方法，相比于普通磨削，超声振动磨削能够获得更高的加工精度和加工效率。因此，超声振动磨削能够有效降低加工时间和经费成本，正被广泛用于加工玻璃、陶瓷等硬脆性难加工材料。高效加工是超声振动磨削的一个重要特点，为了确定良好的加工参数及条件以获得较高的材料去除效率，必须分析不同磨削参数及条件对材料去除率的影响，这就需要评价材料的实际磨削加工去除量。另外，为了获得高表面/亚表面质量的超声振动磨削元件，在精磨阶段，需要彻底消除前序加工引入的几微米至近百微米深的亚表面损伤，为了确保磨削掉足够的表面材料，也需要对磨削加工实际去除量有较准确的评价。综上所述，不论从评价加工去除效率或获得低亚表面损伤元件的角度而言，对元件超声振动磨削加工去除量的定量评价都显得十分重要。磨削加工去除量一般为微米级，因此对检测装置的精度和分辨率要求也提出了较高的要求。现有的加工去除量检测技术大多依赖于离线检测，即元件加工完成后，将元件从磨削夹具中取出并置于光学计或显微镜下进行厚度的检测和评价，或置于天平上进行元件质量的称量，利用元件加工前后的厚度差或质量差计算出元件的实际去除量。当材料去除量不满足要求或需要再次加工时，需要将元件重新置于机床夹具上进行二次或多次加工，重新装夹、固定元件的过程需要耗费一定的时间，并容易引起元件的定位误差，从而影响元件的制造精度。因此，考虑到现有的离线去除量检测技术的不足和缺陷，实现磨削去除量在位检测显得尤为重要。因此，需要提出一种超声振动磨削去除量在位检测装置，能够避免离线检测时定位基准偏移引起的误差并且能实现对不同形状、尺寸的工件及其表面不同位置的灵活检测，并且该装置要求结构简单，操作简便，能够实现超声振动磨削去除量的高精度检测。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种超声振动磨削去除量在位检测装置，适用于不同形状、尺寸和厚度工件的在位检测，确保加工去除量测量的灵活性和准确度。为实现上述目的，本专利技术的技术方案是：一种超声振动磨削去除量在位检测装置，包括底座、Y轴移动机构、X轴移动机构、可倾斜测量机构，所述底座上表面设有三角形及矩形组合滑动导轨，底座上部前后端分别设有前挡板和后挡板，所述三角形及矩形组合滑动导轨上配合连接Y轴移动机构，所述Y轴移动机构由Y轴移动平台、Y轴驱动旋钮和滚珠丝杠组成，Y轴移动平台底部加工有三角形及矩形组合滑槽，Y轴移动平台与底座上表面之间通过三角形及矩形组合滑槽与三角形及矩形组合滑动导轨实现滑动接触，Y轴驱动旋钮安装于底座前挡板上，其内端部与滚珠丝杠相连，通过手动旋转Y轴驱动旋钮带动滚珠丝杠旋转从而实现Y轴移动平台沿着组合三角形及矩形组合滑动导轨移动；所述Y轴移动平台上面连接X轴移动机构，所述X轴移动机构由X轴滑槽、X轴滑杆、主动齿轮、转盘齿轮、驱动电机、固定连杆和可动连杆组成，主动齿轮和转盘齿轮均置于Y轴移动平台上，主动齿轮连接驱动电机，由驱动电机驱动实现回转运动，主动齿轮与转盘齿轮啮合连接；转盘齿轮中心连接固定连杆内端，固定连杆外端与转盘齿轮边缘相连，并通过可动连杆与X轴滑杆末端相连，X轴滑杆首端设有卡扣滑槽；X轴滑杆水平放置于X轴滑槽内，X轴滑槽水平固定于Y轴移动平台上，由驱动电机和齿轮啮合实现转盘齿轮回转，驱动X轴滑杆沿X轴滑槽进给；所述X轴滑杆前端连接可倾斜测量机构，所述可倾斜测量机构由螺旋测微器、倾斜齿轮和弹簧卡扣组成，所述螺旋测微器包含测头螺杆、测厚旋钮、测厚刻度和手柄；所述弹簧卡扣包含弧形齿条和弹簧；所述倾斜齿轮中心与X轴滑杆首端铰接，并通过与螺旋测微器手柄中段固定相连实现倾斜齿轮与螺旋测微器的固定连接；弹簧卡扣安置于X轴滑杆首端的卡扣滑槽内，弹簧卡扣中的弧形齿条与弹簧相连，由弹簧伸缩带动弧形齿条沿X轴滑杆首端的卡扣滑槽实现水平进给；所述弧形齿条与倾斜齿轮啮合连接，实现测头螺杆倾角的固定。进一步，所述底座侧边设有均匀的Y轴位移刻度线；所述Y轴移动平台端部设有Y轴位移指针；所述X轴滑杆末端上表面设有X轴位移指针；所述X轴滑槽上设有均匀的X轴位移刻度线；所述倾斜齿轮上标有均匀的倾斜角度刻度线；所述弹簧卡扣中的弧形齿条中部设有倾角指针。进一步，所述转盘齿轮、固定连杆与可动连杆以及X轴滑杆之间均通过销相连。进一步，所述螺旋测微器中的测头螺杆的上下位置可调，利用测头螺杆端部与工件局部接触获得待测点的相对厚度，通过记录工件加工前后同一位置的厚度差，实现工件加工去除量的在位检测。进一步，所述超声振动磨削去除量在位检测装置通过Y轴移动机构、X轴移动机构、可倾斜测量机构实现测头螺杆在水平面上两个方向进给以及倾斜旋转和垂直进给的高精度和多自由度运动，用于大口径工件以及非平面工件的测量。本专利技术的有益效果是：本专利技术结构简单、操作简便，可实现测头螺杆的多自由度运动并获得高精度测量效果，能够有效实现对不同形状、尺寸和厚度工件加工去除量的在位检测；并能够有效提高磨削加工去除量测量的准确性和灵活性，提高测量精度和效率。此外，本专利技术也可应用于包括超声振动磨削加工在内的其他多种加工方式的工件去除量在位检测。附图说明图1为本专利技术的超声振动磨削去除量在位检测装置整体结构示意图；图2为本专利技术的测量平面工件的结构示意图；图3为本专利技术的测量楔形工件的结构示意图；图4为本专利技术的可倾斜测量机构的局部结构示意图；图5为本专利技术的测量球面/非球面工件的结构示意图；图中各主要部件的代号：1—底座、2—三角形及矩形组合滑动导轨、3—前挡板、4—后挡板、5—Y轴移动平台、5-a—Y轴位移指针、6—Y轴驱动旋钮、7—滚珠丝杠、8—三角形及矩形组合滑槽、9—X轴滑槽、10—X轴滑杆、10-a—X轴位移指针、11—主动齿轮、12—转盘齿轮、13—驱动电机、14—固定连杆、15—可动连杆、16—卡扣滑槽、17—螺旋测微器、17-a—测头螺杆、17-b—测厚旋钮、17-c—测厚刻度、17-d—手柄、18—倾斜齿轮、19—弹簧卡扣、19-a—弧形齿条、19-a-a—倾角指针、19-b—弹簧、20—工件、21—磨削加工工作台等。具体实施方式下面结合附图与实施例对本专利技术作进一步说明。如图1至图5所示，本专利技术的超声振动磨削去除量在位检测装置，由底座1、三角形及矩形组合滑动导轨2、前挡板3、后挡板4、Y轴移动平台5、Y轴驱动旋钮6、滚珠丝杠7、三角形及矩形组合滑槽8、X轴滑槽9、X轴滑杆10、主动齿轮11、转盘齿轮12、驱动电机13、固定连杆14、可动连杆15、卡扣滑槽16、螺旋测微器17、倾斜齿轮18和弹簧卡扣19等组成。底座1上表面设有三角形及矩形组合滑动导轨2，底座1上部前后端分别设有前挡板3和后挡板4，底座1侧边设有均匀的Y轴位移刻度线。三角形及矩形组合滑动导轨2上配合连接Y轴移动机构，Y轴移动机构由Y轴移动平台5、Y轴驱动旋钮6和滚珠丝杠7组成，Y轴移动平台5底部加工有三角形及矩形组合滑槽8，Y轴移动平台5与底座1上表面之间通过三角形及矩形组合滑槽8与三角形及矩形组合滑动导轨2实现滑动接触，Y轴移动平台5端部设有Y轴位移指针5-a；Y轴驱动旋本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种超声振动磨削去除量在位检测装置，包括底座、Y轴移动机构、X轴移动机构、可倾斜测量机构，其特征在于：所述底座(1)上表面设有三角形及矩形组合滑动导轨(2)，底座上部前后端分别设有前挡板(3)和后挡板(4)，所述三角形及矩形组合滑动导轨(2)上配合连接Y轴移动机构，所述Y轴移动机构由Y轴移动平台(5)、Y轴驱动旋钮(6)和滚珠丝杠(7)组成，Y轴移动平台(5)底部加工有三角形及矩形组合滑槽(8)，Y轴移动平台(5)与底座(1)上表面之间通过三角形及矩形组合滑槽(8)与三角形及矩形组合滑动导轨(2)实现滑动接触，Y轴驱动旋钮(6)安装于底座前挡板(3)上，其内端部与滚珠丝杠(7)相连，通过手动旋转Y轴驱动旋钮(6)带动滚珠丝杠(7)旋转从而实现Y轴移动平台(5)沿着三角形及矩形组合滑动导轨(2)移动；所述Y轴移动平台(5)上面连接X轴移动机构，所述X轴移动机构由X轴滑槽(9)、X轴滑杆(10)、主动齿轮(11)、转盘齿轮(12)、驱动电机(13)、固定连杆(14)和可动连杆(15)组成，主动齿轮(11)和转盘齿轮(12)均置于Y轴移动平台(5)上，主动齿轮(11)连接驱动电机(13)，由驱动电机(13)驱动实现回转运动，主动齿轮(11)与转盘齿轮(12)啮合连接；转盘齿轮(12)中心连接固定连杆(14)内端，固定连杆(14)外端与转盘齿轮(12)边缘相连，并通过可动连杆(15)与X轴滑杆(10)末端相连，X轴滑杆(10)首端设有卡扣滑槽(16)；X轴滑杆(10)水平放置于X轴滑槽(9)内，X轴滑槽(9)水平固定于Y轴移动平台(5)上；由驱动电机(13)和齿轮啮合实现转盘齿轮(12)回转，驱动X轴滑杆(10)沿X轴滑槽(9)进给；所述X轴滑杆(10)前端连接可倾斜测量机构，所述可倾斜测量机构由螺旋测微器(17)、倾斜齿轮(18)和弹簧卡扣(19)组成，所述螺旋测微器(17)包含测头螺杆(17‑a)、测厚旋钮(17‑b)、测厚刻度(17‑c)和手柄(17‑d)；所述弹簧卡扣(19)包含弧形齿条(19‑a)和弹簧(19‑b)；所述倾斜齿轮(18)中心与X轴滑杆(10)首端铰接，并通过与螺旋测微器手柄(17‑d)中段固定相连实现倾斜齿轮(18)与螺旋测微器(17)的固定连接；弹簧卡扣(19)安置于X轴滑杆(10)首端的卡扣滑槽(16)内，弹簧卡扣(19)中的弧形齿条(19‑a)与弹簧(19‑b)相连，由弹簧(19‑b)伸缩带动弧形齿条(19‑a)沿X轴滑杆(10)首端的卡扣滑槽(16)实现水平进给；所述弧形齿条(19‑a)与倾斜齿轮(18)啮合连接，实现测头螺杆(17‑a)倾角的固定。...

【技术特征摘要】
1.一种超声振动磨削去除量在位检测装置，包括底座、Y轴移动机构、X轴移动机构、可倾斜测量机构，其特征在于：所述底座(1)上表面设有三角形及矩形组合滑动导轨(2)，底座上部前后端分别设有前挡板(3)和后挡板(4)，所述三角形及矩形组合滑动导轨(2)上配合连接Y轴移动机构，所述Y轴移动机构由Y轴移动平台(5)、Y轴驱动旋钮(6)和滚珠丝杠(7)组成，Y轴移动平台(5)底部加工有三角形及矩形组合滑槽(8)，Y轴移动平台(5)与底座(1)上表面之间通过三角形及矩形组合滑槽(8)与三角形及矩形组合滑动导轨(2)实现滑动接触，Y轴驱动旋钮(6)安装于底座前挡板(3)上，其内端部与滚珠丝杠(7)相连，通过手动旋转Y轴驱动旋钮(6)带动滚珠丝杠(7)旋转从而实现Y轴移动平台(5)沿着三角形及矩形组合滑动导轨(2)移动；所述Y轴移动平台(5)上面连接X轴移动机构，所述X轴移动机构由X轴滑槽(9)、X轴滑杆(10)、主动齿轮(11)、转盘齿轮(12)、驱动电机(13)、固定连杆(14)和可动连杆(15)组成，主动齿轮(11)和转盘齿轮(12)均置于Y轴移动平台(5)上，主动齿轮(11)连接驱动电机(13)，由驱动电机(13)驱动实现回转运动，主动齿轮(11)与转盘齿轮(12)啮合连接；转盘齿轮(12)中心连接固定连杆(14)内端，固定连杆(14)外端与转盘齿轮(12)边缘相连，并通过可动连杆(15)与X轴滑杆(10)末端相连，X轴滑杆(10)首端设有卡扣滑槽(16)；X轴滑杆(10)水平放置于X轴滑槽(9)内，X轴滑槽(9)水平固定于Y轴移动平台(5)上；由驱动电机(13)和齿轮啮合实现转盘齿轮(12)回转，驱动X轴滑杆(10)沿X轴滑槽(9)进给；所述X轴滑杆(10)前端连接可倾斜测量机构，所述可倾斜测量机构由螺旋测微器(17)、倾斜齿轮(18)和弹簧卡扣(19)组成，所述螺旋测微器(17)包含测头螺杆(17-a)、测厚旋钮(17-b)、测厚刻度...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶卉，姜晨，汪中厚，
申请(专利权)人：上海理工大学，
类型：发明
国别省市：上海,31