一种圆弧刃金刚石刀具刀尖材料均匀去除微进给装置制造方法及图纸

一种圆弧刃金刚石刀具刀尖材料均匀去除微进给装置，属于超精密制造装备技术领域。本发明专利技术提供一种高精度且操作简便的基于高精度进给工作台的圆弧刃金刚石刀具刀尖材料均匀去除装置。本发明专利技术包括液体静压转台部件、微进给部件、粗进给部件、刀架和机床基座；刀架安装在微进给部件上，微进给部件安置于粗进给部件上，粗进给部件安装在液体静压转台部件上，液体静压转台部件固定在机床基座的上表面。本发明专利技术可以控制微进给部件减小进给量从而减小研磨压力，可以控制微进给部件增大进给量从而增大研磨压力，进而实现金刚石刀具研磨过程中，刀尖圆弧材料始终被均匀去除，如此可以提高圆弧刃的波纹度，得到质量更高的金刚石刀具。得到质量更高的金刚石刀具。得到质量更高的金刚石刀具。

【技术实现步骤摘要】
一种圆弧刃金刚石刀具刀尖材料均匀去除微进给装置


[0001]本专利技术属于超精密制造装备
，涉及一种金刚石刀具微进给装置。

技术介绍

[0002]超精密加工技术起源于上世纪五十年代末、六十年代初，随着该技术的不断进步和航空宇航、计算机等行业的需求，得到了越来越广泛的运用，现已在军用和高尖端民用产品制造领域中占有非常重要的地位。如大型天体望远镜的反射镜，惯性导航仪表的精密陀螺仪用空气轴承，大规模集成电路制造装备，激光打印机用多面棱镜，高速摄像机的扫描镜等等，都需要超精密加工。
[0003]超精密切削技术作为超精密加工技术中重要的一部分，其技术指标主要有工件的表面粗糙度和面形精度。要想获得符合要求的工件，必须具备以下几个条件：超精密加工机床、高精度和高灵敏度的检测设备、非常稳定的外部加工环境以及与工件产生接触的高精度刀具。金刚石刀具广泛运用于超精密切削加工的场合，其加工过程遵循误差复印原则，即机床的运动误差，外界环境的变化(噪声、振动、温度变化)，以及刀具的形状误差会以切削残留的方式复印在工件的表面，从而影响工件的加工质量。因此，高质量的金刚石刀具是超精密切削工作开展的重要保障。
[0004]圆弧刃金刚石刀具的参数有很多，其中目前公认的最主要的评价参数有刃口钝圆半径，刀尖圆弧圆度和前、后刀面的表面粗糙度。刃口钝圆半径也为刀具的锋利度，不仅影响工件的加工精度，还决定了其最小切深；刀尖圆弧圆度直接影响工件的面形精度；前、后刀面的粗糙度决定刀具工作时与工件之间的摩擦力，是刀具寿命的重要影响因素。目前加工金刚石刀具的方法有很多，综合成本、效率、加工的难易度、精度等多个方面，机械研磨法仍然具有绝对的优势。要想加工出刃口钝圆半径小，刀尖圆弧圆度小的圆弧刃金刚石刀具，在研磨过程中刀刃不能承受大的冲击，且刀尖圆弧上的材料得到均匀去除，即尽量保证刀刃研磨过程缓慢且均匀。由于金刚石材料的各向异性，金刚石刀具不同研磨方向的材料去除率不同，目前还没有合适的装置来实现这种操作过程，只能通过全程的微小进给量保证刀刃材料的微量除去，如此一来，既不能实现研磨刀刃的均匀性，也会导致研磨的效率很低。综上所述，亟需研制一种新型装置来实现圆弧刃金刚石刀具刀尖材料的均匀去除。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是为了解决目前为止，没有能够实现金刚石刀具研磨过程中刀尖圆弧材料均匀去除的装置的问题，提供一种高精度且操作简便的基于高精度进给工作台的圆弧刃金刚石刀具刀尖材料均匀去除装置。
[0006]为了达到上述目的，本专利技术所采用的技术方案是：一种圆弧刃金刚石刀具刀尖材料均匀去除微进给装置，包括液体静压转台部件、微进给部件、粗进给部件、刀架和机床基座；所述刀架安装在微进给部件上，所述微进给部件安置于粗进给部件上，所述粗进给部件安装在液体静压转台部件上，所述液体静压转台部件固定在机床基座的上表面。
[0007]本专利技术的有益效果在于：
[0008]1.本专利技术通过液体静压转台部件、微进给部件和粗进给部件，有效地解决了金刚石刀具高精密研磨过程中，没有装置能够实现刀尖圆弧材料均匀去除的问题，可以简单便捷地进行刀具刀尖圆弧材料均匀去除操作。
[0009]2.本专利技术中微进给部件的直线度误差小于60nm，定位误差小于30nm，分辨率小于2nm，可以实现高精度的刀具定位和极小的刀具进给量，
[0010]3.本专利技术中液体静压转台的轴向、径向回转误差小于0.1μm，可以实现低速平稳的高精度回转运动。
[0011]4.因为金刚石刀具单位时间内材料的去除率与研磨的方向有关，越好磨的方向，材料单位时间内的去除率越大，而单位时间总去除量正比于单位时间内材料的去除率与研磨压力的乘积。在金刚石刀具圆弧刃的研磨过程中，去除好磨方向材料时，可以控制微进给部件减小进给量从而减小研磨压力，去除难磨方向材料时，可以控制微进给部件增大进给量从而增大研磨压力，进而实现金刚石刀具研磨过程中，刀尖圆弧材料始终被均匀去除，如此可以提高圆弧刃的波纹度，得到质量更高的金刚石刀具。
附图说明
[0012]图1为本专利技术的总体结构的三维立体图，图1中的箭头所指的方向为机床工作时金刚石刀具的进给方向；
[0013]图2为本专利技术的总体主视图；
[0014]图3为图2的俯视图。
[0015]图4为液体静压转台部件的主剖视图；
[0016]图5为微进给部件的俯视结构图；
[0017]图6为粗进给部件的主剖视图；
[0018]图7为导轨座和导轨安装示意图；
[0019]图8为移动块安装示意图；
[0020]图9为防尘板安装示意图；
[0021]图中：1、液体静压转台部件；1
‑
1、转台底座；1
‑
2、壳体；1
‑
3、密封圈；1
‑
4、工作台面；1
‑
5、径向轴承定子；1
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6、轴承转轴；1
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7、圆光栅；1
‑
8、读数头；1
‑
9、读数头支架；1
‑
10、转台电机；1
‑
11、节流器；1
‑
12、轴向轴承止推板；2、微进给部件；2
‑
1、柔性铰链；2
‑
2、压电陶瓷；2
‑
3、刚性支撑架；3、粗进给部件；3
‑
1、底座挡板；3
‑
2、丝杠轴承；3
‑
3、进给丝杠；3
‑
4、导轨；3
‑
5、移动块；3
‑
6、导轨座；3
‑
7、平移台面；3
‑
8、进给螺母；3
‑
9、平移台底座；3
‑
10、防尘板；3
‑
11、轴承支架；3
‑
12、联轴器；3
‑
13、进给电机；3
‑
14、电机壳体；4、刀架；5、机床基座。
具体实施方式
[0022]如图1～图6所示，一种圆弧刃金刚石刀具刀尖材料均匀去除微进给装置，包括液体静压转台部件1、微进给部件2、粗进给部件3、刀架4和机床基座5；所述刀架4安装在微进给部件2上，所述微进给部件2安置于粗进给部件3上，所述粗进给部件3安装在液体静压转台部件3上，所述液体静压转台部件3固定在机床基座1的上表面。
[0023]如图5所示，所述微进给部件2包括柔性铰链2
‑
1、压电陶瓷2
‑
2及刚性支撑架2
‑
3；
所述柔性铰链2
‑
1和刚性支撑架2
‑
3为一整体结构，所述压电陶瓷2
‑
2的左侧面与柔性铰链2
‑
1的右侧面固定连接，压电陶瓷2
‑
2的右侧面与刚性支撑架2
‑
3的内表面固定连接本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种圆弧刃金刚石刀具刀尖材料均匀去除微进给装置，其特征在于：包括液体静压转台部件(1)、微进给部件(2)、粗进给部件(3)、刀架(4)和机床基座(5)；所述刀架(4)安装在微进给部件(2)上，所述微进给部件(2)安置于粗进给部件(3)上，所述粗进给部件(3)安装在液体静压转台部件(3)上，所述液体静压转台部件(3)固定在机床基座(1)的上表面。2.根据权利要求1所述的圆弧刃金刚石刀具刀尖材料均匀去除微进给装置，其特征在于：所述微进给部件(2)包括柔性铰链(2
‑
1)、压电陶瓷(2
‑
2)及刚性支撑架(2
‑
3)；所述柔性铰链(2
‑
1)和刚性支撑架(2
‑
3)为一整体结构，所述压电陶瓷(2
‑
2)的左侧面与柔性铰链(2
‑
1)的右侧面固定连接，压电陶瓷(2
‑
2)的右侧面与刚性支撑架(2
‑
3)的内表面固定连接，所述刀架(4)紧固安装在柔性铰链(2
‑
1)的上表面上。3.根据权利要求1或2所述的圆弧刃金刚石刀具刀尖材料均匀去除微进给装置，其特征在于：所述粗进给部件(3)包括进给丝杠(3
‑
3)、移动块(3
‑
5)、平移台面(3
‑
7)、进给螺母(3
‑
8)、联轴器(3
‑
12)及进给电机(3
‑
13)；所述进给电机(3
‑
13)通过联轴器(3
‑
12)与进给丝杠(3
‑
3)同轴连接并带动进给丝杠(3
‑
3)转动，所述进给丝杠(3
‑
3)上螺纹套装有进给螺母(3
‑
8)并带动进给螺母(3
‑
8)沿进给丝杠(3
‑
3)移动，所述进给螺母(3
‑
8)通过移动块(3
‑
5)与平移台面(3
‑
7)连接，所述平移台面(3
‑
7)用于安装微进给部件(2)。4.根据权利要求3所述的圆弧刃金刚石刀具刀尖材料均匀去除微进给装置，其特征在于：所述粗进给部件(3)还包括底座挡板(3
‑
1)、导轨(3
‑
4)、平移台底座(3
‑
9)、防尘板(3
‑
10)及电机壳体(3
‑
14)；所述电机壳体(3
‑
14)和底座挡板(3
‑
1)之间固定有上下设置的防尘板(3
‑
10)和平移台底座(3
‑
9)，所述防尘板(3
‑
10)穿过平移台面(3
‑
7)与移动块(3
‑
5)之间设有的间隙。5.根据权利要求4所述的圆弧刃金刚石刀具刀尖材料均匀去除微进给装置，其特征在于：所述粗进给部件(3)还包括两个丝杠轴承(3
‑
2)；所述进给电机(3
‑
13)安装在电机壳体(3
‑
14)的内表面上，所述进给丝杠(3
‑
3)一端通过丝杠轴承(3
‑
2)嵌套在底座挡板(3
‑
1)内，进给丝杠(3
‑
3)另一端通过另一个丝杠轴承(3
‑
2)嵌套在电机壳体(3
‑
14)内的轴承...

【专利技术属性】
技术研发人员：张瑞涛，孙涛，张强，李增强，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：