加工圆弧刃金刚石刀具刀尖圆弧的微摆研抛装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种加工圆弧刃金刚石刀具刀尖圆弧的微摆研抛装置，包括底座、分度盘、刀尖圆弧大小调节部件、手动主轴部件、微摆幅部件、精密燕尾槽立式十字托板、微进给部件、刀具后角调节部件、刀夹部件、CCD摄像头部件，刀具安装在刀夹部件上。微摆幅部件中的压电陶瓷驱动器和微进给部件中的压电陶瓷驱动器通过导线与外部的压电陶瓷控制器相连。CCD摄像头通过数据线与外部计算机相连。本发明专利技术提供的微摆研抛装置，使圆弧刃金刚石刀具沿其理想刀尖圆弧轨迹在研磨盘上实现微摆研抛，以提高现有圆弧刃金刚石刀具研抛效率和研抛质量。

Micro pendulum lapping and polishing device for machining tool point arc of arc edge diamond tool

The invention discloses a method for processing circular arc diamond cutting tool nose arc micro swing polishing device, which comprises a base, an indexing disc, the arc size regulating component, manual spindle, micro swing parts, precision dovetail groove vertical cross plate, micro feed unit, cutting angle adjusting parts, tool holder component and CCD camera parts, tools are mounted on the tool holder component. The piezoceramic actuator in the micro swing component and the PZT actuator in the micro feeding element are connected with the external piezoelectric ceramic controller via a wire. The CCD camera is connected to an external computer via data lines. The invention provides a micro swing polishing device, the circular arc diamond cutting tool nose arc along the ideal trajectory in the grinding disc on micro swing polishing, in order to improve the existing circular arc diamond cutting tool polishing efficiency and polishing quality.

【技术实现步骤摘要】
加工圆弧刃金刚石刀具刀尖圆弧的微摆研抛装置
本专利技术涉及一种刀具研磨装置，特别涉及一种加工圆弧刃金刚石刀具刀尖圆弧的微摆研抛装置。
技术介绍
金刚石刀具因具有加工精度高、使用寿命长等特点，成为精密和超精密切削加工中的理想刀具，在国防工业和民用工业等领域得到了越来越广泛的应用。然而金刚石硬度高、耐磨性好的特点也成了金刚石刀具研磨的一大难题。为解决金刚石刀具难加工这一难题，人们通过各种技术手段和渠道，不断探索和研究各种研磨工艺方法，如机械研磨法、离子束溅蚀法、无损伤机械化学抛光法、化学辅助机械抛光与光整法、热化学抛光法和激光烧蚀法等。出于设备成本、加工效率和加工质量等因素的综合考虑，目前国内外普遍采用的方法主要是机械研磨方法。机械研磨方法借鉴于古老的钻石打磨工艺，也是目前加工金刚石刀具相对高效廉价简便的方法。传统金刚石刀具切削刃是通过工艺技术人员手工研磨制作的，手工研磨圆弧刃金刚石刀具时需要工艺人员手工给刀具施加一定的载荷，同时为研磨出所需的刀尖圆弧，手腕还需在一定角度内不停地往复转动，这些都依赖于工艺人员的研磨经验，往往造成研磨出的金刚石刀具质量参差不齐，而且培养一个高技术水平的工艺人员需要耗费大量的人力、物力和财力。经检索，国内外虽有多数刀具研磨机的相关专利申请，但大多是具有对刀具进行夹紧、定位和前后角调节、刀具在线监测等功能的研磨装置，实现刀具的普通研磨，而未见能对圆弧刃金刚石刀具并沿其理想刀尖圆弧轨迹进行振动研抛的相关专利申请。例如，专利201510148759.9中的研磨装置能实现不同刀具研磨加工，设有机架、砂轮机构、夹具装置和PLC控制器，但与本专利相比，存在以下差异：本申请专利中的研磨装置由微进给部件经刀夹部件带动刀具实现刀具进给运动，而专利201510148759.9中的研磨装置由砂轮机构的Y轴移动装置带动砂轮移动来实现砂轮进给运动。专利201510148759.9中的研磨装置只能实现刀具的普通机械研磨，具有对刀具和砂轮进行位置调整的相关装置或结构，但并未提及有与本申请专利中实现沿刀具刀尖圆弧轨迹振动研磨的微摆幅部件相类似的相关装置或结构。[专利200910250485.9中的研磨装置只能实现刀具的普通机械研磨加工，设有机架、手动粗调升降装置、X/Z轴手动粗调装置、压齿机构、拔齿机构、X/Z轴进给机构、自动摆头旋转角度机构和研磨机构，但未提及该研磨装置具有可实现刀具的振动研磨加工的相关部件。专利201620089292.5、201210564986.6、201620088164.9等中的研磨装置均只能实现金刚石刀具的普通研磨加工，也未提及研磨装置具有可实现刀具的振动研磨加工的相关部件。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种降低对工艺人员技术水平的依赖，并进一步提高圆弧刃金刚石刀具的研抛质量和研抛效率的加工圆弧刃金刚石刀具刀尖圆弧的微摆研抛装置。本专利技术的技术解决方案是：一种加工圆弧刃金刚石刀具刀尖圆弧的微摆研抛装置，其特征是：底座安装在滑台上，滑台安装在直线滚珠导轨上，直线滚珠导轨固定在研磨机工作台上；刀尖圆弧大小调节部件主要由丝杆、螺母和螺母座组成，丝杆和螺母配合组成丝杆螺母副，螺母座固定在手动主轴部件的手动轴承腔体上；手动主轴部件主要由手动气浮主轴(22)、手动轴承腔体、手动摇柄组成，手动轴承腔体通过矩形导轨安装在底座上，手动气浮主轴安装在手动轴承腔体内，手动摇柄固接于手动气浮主轴的一端，分度盘固定在手动轴承腔体外侧；微摆幅部件主要由微摆气浮主轴、微摆轴承腔体、连杆、导杆、第二复位碟簧、第一压电陶瓷驱动器和孔盖组成，微摆气浮主轴安装在微摆轴承腔体内，导杆两端套装在微摆轴承腔体上，第一压电陶瓷驱动器通过孔盖安装在微摆轴承腔体上，并与导杆一侧紧密接触，第二复位碟簧套装在导杆另一侧，连杆上端凸轴套装在导杆上，下端固接于微摆气浮主轴上，微摆轴承腔体固接于手动气浮主轴一端；燕尾槽立式十字托板固接于微摆气浮主轴另一端；刀具后角调节装置由后角调节旋钮和转台组成；微进给部件主要由直线滚珠导轨、滑座、第二压电陶瓷驱动器、斜楔机构上滑块、斜楔机构下滑块、第三复位碟簧、第一复位碟簧组成，直线滚珠导轨固定在燕尾槽立式十字托板上，滑座安装在直线滚珠导轨上，滑座下端面与第一复位碟簧紧密接触，滑座上端面与斜楔机构下滑块固定在一起，斜楔机构上滑块与斜楔机构下滑块紧密接触，第三复位碟簧分别与斜楔机构上滑块一侧面和悬臂腔体内表面紧密接触，第二压电陶瓷驱动器移动端与斜楔机构上滑块另一侧面紧密接触；刀具安装在刀夹部件上。所述刀具后角调节装置通过调节后角调节旋钮，使转台绕Y轴旋转，实现不同后角角度刀具的研磨。所述微摆幅部件的微摆气浮主轴轴心线与手动主轴部件的手动气浮主轴轴心线共线。分度盘由刻度盘、滑块、锁紧螺钉、角度调节螺钉组成；刻度盘固定在手动轴承腔体外侧，滑块安装在刻度盘滑槽内，根据刀具实际所需摆动角度，将滑块移动到相应位置，用锁紧螺钉将其固定在分度盘底座上，然后通过角度调节螺钉准确设定刀具摆动角度范围。CCD摄像头部件由CCD摄像头和CCD摄像头工作台组成，CCD摄像头固定在CCD摄像头工作台上，CCD摄像头工作台可实现X/Y/Z三个移动自由度和绕Y轴转动自由度的调整。所述CCD摄像头通过数据线与外部计算机相连，实时观测刀具位置状态和研抛效果。所述微摆部件中的第一压电陶瓷驱动器通过导线与外部压电陶瓷控制器相连，根据实际微摆需求，通过调节压电陶瓷控制器控制微摆气浮主轴的微摆角度和微摆频率。所述微进给部件中的第二压电陶瓷驱动器通过导线与外部压电陶瓷控制器相连，根据实际进给位移需求，通过调节压电陶瓷控制器控制刀具研抛进给量。与现有技术相比，本专利技术加工圆弧刃金刚石刀具刀尖圆弧的微摆研抛装置的优点是：1.与普通手工研抛圆弧刃金刚石刀具的方法相比，借助该装置能够能够提高刀具与金刚石磨粒之间相对速度，有效提高研抛效率，同时由于微摆研抛产生的附加研抛速度，还不断改变研抛速度方向，避免刀具表面规则纹理的出现，提高刀具表面研抛质量；2.借助该装置，能够实现沿刀具的刀尖圆弧轨迹进行微摆研抛，提高金刚石刀具的刀尖圆弧轮廓度；3.本专利技术的微摆研抛装置可以轻易地安装到目前完全依赖手工研磨的研磨机上，同时装置的刀夹部件采用模块化设计，易于实现对不同规格尺寸刀柄进行夹持。本申请专利以提高现有圆弧刃金刚石刀具研抛质量和研抛效率为目标，将具有高效率的振动加工技术和具有高回转精度、高稳定性和低摩擦系数的气浮轴承相结合，研发出一种新型的适用于加工圆弧刃金刚石刀具刀尖圆弧的微摆研抛装置，既满足高效加工高精度圆弧刃金刚石刀具的需求，又拓宽了振动加工技术的应用。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步说明。图1为本专利技术装置的结构组成示意图图2为微摆幅部件的结构组成左视图局部剖视图图3为微进给部件的结构组成主视图局部剖视图图4为分度盘的安装结构示意图图内标号为：1、底座，2、微摆轴承腔体，3、微摆气浮主轴，4、圆弧刃金刚石刀具，5、复位碟簧1，6、刀夹主体，7、螺钉，8、转台，9、后角调节旋钮，10、滑座11、精密直线滚珠导轨，12、斜楔机构下滑块，13、斜楔机构上滑块，14、悬臂腔体，15、精密燕尾槽立式十字托板，16、精密丝杆，17、螺母，18、螺母座本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种加工圆弧刃金刚石刀具刀尖圆弧的微摆研抛装置，其特征是：底座（1）安装在滑台（24）上，滑台（24）安装在直线滚珠导轨（25）上，直线滚珠导轨（25）固定在研磨机工作台（27）上；刀尖圆弧大小调节部件主要由丝杆（16）、螺母和螺母座（18）组成，丝杆（16）和螺母配合组成丝杆螺母副，螺母座（18）固定在手动主轴部件的手动轴承腔体（23）上；手动主轴部件主要由手动气浮主轴（22）、手动轴承腔体（23）、手动摇柄（21）组成，手动轴承腔体（23）通过矩形导轨安装在底座（1）上，手动气浮主轴（22）安装在手动轴承腔体（23）内，手动摇柄（21）固接于手动气浮主轴（22）的一端，分度盘固定在手动轴承腔体（23）外侧；微摆幅部件主要由微摆气浮主轴（3）、微摆轴承腔体（2）、连杆（34）、导杆（33）、第二复位碟簧（32）、第一压电陶瓷驱动器（35）和孔盖（20）组成，微摆气浮主轴（3）安装在微摆轴承腔体（2）内，导杆（33）两端套装在微摆轴承腔体（2）上，第一压电陶瓷驱动器（35）通过孔盖（20）安装在微摆轴承腔体（2）上，并与导杆（33）一侧紧密接触，第二复位碟簧（32）套装在导杆（33）另一侧，连杆（34）上端凸轴套装在导杆（33）上，下端固接于微摆气浮主轴（3）上，微摆轴承腔体（2）固接于手动气浮主轴（22）一端；燕尾槽立式十字托板（15）固接于微摆气浮主轴（3）另一端；刀具后角调节装置由后角调节旋钮（9）和转台（8）组成；微进给部件主要由直线滚珠导轨（11）、滑座（10）、第二压电陶瓷驱动器（41）、斜楔机构上滑块（13）、斜楔机构下滑块（12）、第三复位碟簧（39）、第一复位碟簧（5）组成，直线滚珠导轨（11）固定在燕尾槽立式十字托板（15）上，滑座（10）安装在直线滚珠导轨（11）上，滑座（10）下端面与第一复位碟簧（5）紧密接触，滑座（10）上端面与斜楔机构下滑块（12）固定在一起，斜楔机构上滑块（13）与斜楔机构下滑块（12）紧密接触，第三复位碟簧（39）分别与斜楔机构上滑块（13）一侧面和悬臂腔体（14）内表面紧密接触，第二压电陶瓷驱动器（41）移动端与斜楔机构上滑块（13）另一侧面紧密接触；刀具安装在刀夹部件上。...

【技术特征摘要】
1.一种加工圆弧刃金刚石刀具刀尖圆弧的微摆研抛装置，其特征是：底座（1）安装在滑台（24）上，滑台（24）安装在直线滚珠导轨（25）上，直线滚珠导轨（25）固定在研磨机工作台（27）上；刀尖圆弧大小调节部件主要由丝杆（16）、螺母和螺母座（18）组成，丝杆（16）和螺母配合组成丝杆螺母副，螺母座（18）固定在手动主轴部件的手动轴承腔体（23）上；手动主轴部件主要由手动气浮主轴（22）、手动轴承腔体（23）、手动摇柄（21）组成，手动轴承腔体（23）通过矩形导轨安装在底座（1）上，手动气浮主轴（22）安装在手动轴承腔体（23）内，手动摇柄（21）固接于手动气浮主轴（22）的一端，分度盘固定在手动轴承腔体（23）外侧；微摆幅部件主要由微摆气浮主轴（3）、微摆轴承腔体（2）、连杆（34）、导杆（33）、第二复位碟簧（32）、第一压电陶瓷驱动器（35）和孔盖（20）组成，微摆气浮主轴（3）安装在微摆轴承腔体（2）内，导杆（33）两端套装在微摆轴承腔体（2）上，第一压电陶瓷驱动器（35）通过孔盖（20）安装在微摆轴承腔体（2）上，并与导杆（33）一侧紧密接触，第二复位碟簧（32）套装在导杆（33）另一侧，连杆（34）上端凸轴套装在导杆（33）上，下端固接于微摆气浮主轴（3）上，微摆轴承腔体（2）固接于手动气浮主轴（22）一端；燕尾槽立式十字托板（15）固接于微摆气浮主轴（3）另一端；刀具后角调节装置由后角调节旋钮（9）和转台（8）组成；微进给部件主要由直线滚珠导轨（11）、滑座（10）、第二压电陶瓷驱动器（41）、斜楔机构上滑块（13）、斜楔机构下滑块（12）、第三复位碟簧（39）、第一复位碟簧（5）组成，直线滚珠导轨（11）固定在燕尾槽立式十字托板（15）上，滑座（10）安装在直线滚珠导轨（11）上，滑座（10）下端面与第一复位碟簧（5）紧密接触，滑座（10）上端面与斜楔机构下滑块（12）固定在一起，斜楔机构上滑块（13）与斜楔机构下滑块（12）紧密接触，第三复位碟簧（39）分别与斜楔机构上滑块（13）一侧面和悬...

【专利技术属性】
技术研发人员：周一丹，颜认，陈枫，陈小丹，马苏扬，
申请(专利权)人：南通大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32