一种用于金刚石微孔拉丝模的超声加工装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术针对现有技术中加工金刚石微孔拉丝模时频繁折针的问题，公开了一种用于金刚石微孔拉丝模的超声加工装置。该超声加工装置主要包括三维工具针调节机构、模具调中机构和观察/检测/校正系统。该超声加工装置可以以旋转工作台的中心为调中工作的基准，借助观察/检测/校正系统对工具针和模具分别进行调中。此外，结合均衡弹性压力调节机构，该超声加工装置可以提供均衡的加工压力，从而可以避免金刚石微孔拉丝模加工过程中频繁折针的出现，尤其适用于孔径≤0.03mm的金刚石微孔拉丝模的加工，可以提高加工的稳定性和可靠性，从而保证了金刚石微孔拉丝模的加工质量，并提高了加工效率。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种超声加工装置，尤其涉及一种适合于加工金刚石微孔拉丝模的超声加工装置，属于特种加工

技术介绍
拉丝是一种在外力作用下使金属强行通过模具，金属横截面被压缩，并获得所要求的横截面形状和尺寸的金属加工方法。拉丝模是使金属横截面形状和尺寸改变的工具。拉丝模的孔形由入口、润滑、压缩、定径、倒锥、出口等具有不同角度和锥度的区域组成，较为复杂。而拉丝模的孔径、孔形精度及光洁度的优劣直接影响金属丝产品质量的高低。为了获得孔形合格的拉丝模，通常需要对拉丝模进行整形和抛光等加工。金刚石微孔拉丝模是拉丝模的一种，其孔径非常小，最小的孔径只有O. 005mm。金 刚石微孔拉丝模孔形复杂，对其精度和光洁度的质量要求也很高。由于金刚石微孔拉丝模加工时需要用端部比孔径更纤细的工具针来完成，所以在加工过程中，加工难度非常大，稍有不慎，就会造成针尖折断。在目前的拉丝模制造工艺中，普遍使用超声研磨抛光机对拉丝模进行加工。现有的超声研磨抛光机，普遍采用模具浮动定心的加工模式，来实现加工中心的对准和抛光过程中对加工压力的调整。模具浮动定心的加工方式，是指待加工模具底部贴于工作台面，但不固定，靠工具针来找准加工中心，并利用弹簧压缩或两磁石之间同极相斥的作用，作为压力源提供加工压力。压力源位于旋转工作台内，通过调整超声换能器携带工具针纵向移动，顶住拉丝模并使旋转工作台发生纵向位移，旋转工作台内的弹簧被压紧或磁石间距离缩短，从而产生加工压力。压力的大小可以通过改变工具针纵向移动的位置进行改变，位置越低，弹簧或磁铁产生的力也越大。在此过程中，旋转工作台具有旋转、摆动和纵向位移的综合运动，旋转工作台的具体结构可参见中国技术专利ZL 201120141677. 9中公开的超声波研磨抛光机的工作台。该工作台包括底座、下磁铁、上磁铁、工作台柱和工作台，在底座的中心设有一个凹槽，下磁铁设于该凹槽内，上磁铁设于工作台柱的底端，下磁铁与上磁铁的相对侧极性相同，工作台设于工作台柱的顶端。该超声波研磨抛光机中，通过分别设于底座和工作台柱上的相对侧极性相同的下磁铁和上磁铁实现工作台高度位置的自动调整。现有技术中，对应于模具浮动定心加工方式的加工方法如下所述在加工前，靠目测将工具针针尖大致调至工作台中心；用工具针针尖顶住模具内孔下压，产生加工压力；在工作台旋转后再进行微调，尽量减小工具针或模具在旋转工作台上画圈的程度。对于孔径较大的模具，这样的调整方法，操作过程比较简单，对加工过程没有影响。而对于孔径较小的模具，由于工具针尺寸较小，工具针和待加工模具相对旋转工作台调中的难度较大，在动态调整过程中，容易出现折针的情况。所以，模具浮动定心的加工方式，对于孔径在O. 05mm左右的拉丝模还能勉强使用，而对于孔径< O. 03mm的金刚石微孔拉丝模，由于工具针针尖太细，在中心找准和压力调节的过程中，容易折针的问题就成为不可回避的障碍。在操作过程中，频繁折针会使加工过程无法正常进行。而现有技术中，尚未有其他更好的解决方案。
技术实现思路
本技术旨在提供一种可用于加工金刚石微孔拉丝模的超声加工装置。为实现上述的目的，本技术采用下述的技术方案一种超声加工装置，包 括装置底座、分别固定于装置底座的装置立柱、旋转电机和旋转工作台，其中，所述旋转电机用于驱动所述旋转工作台旋转，其特征在于所述超声加工装置还包括超声换能器和工具针，所述工具针装卡在所述超声换能器的下端；用于调节所述工具针位置的三维工具针调节机构，所述三维工具针调节机构固定于所述装置立柱的上端，所述工具针通过所述超声换能器固定在所述三维工具针调节机构上；用于调节金刚石微孔拉丝模位置的模具调中机构，所述模具调中机构位于所述旋转工作台的上方，并连接于所述旋转工作台的中心；以及，在调中过程中进行可视性校准的观察/检测/校正系统，所述观察/检测/校正系统与所述旋转工作台光学连接，用于拍摄加工区域。较优地，所述观察/检测/校正系统由监视器、摄像头和光学导向环节组成；所述光学导向环节连接所述摄像头与所述加工区域，所述摄像头的输出端与所述监视器的输入端连接；在所述监视器上设置有十字叉丝，所述十字叉丝在调中过程中用作调中的基准。较优地，所述三维工具针调节机构包括三组丝杠和导轨，以及在所述丝杠和导轨上方固定安装的工具针固定底座，三组丝杠和导轨分别设置在相互垂直的X向、Y向和Z向上，在每个丝杠的末端设置有位置调节手柄，所述位置调节手柄用于调节所述丝杠转动；其中，Z向位置调节手柄用于调节所述工具针的纵向进给并施加加工压力，X向位置调节手柄和Y向位置调节手柄用于在所在平面内调整所述工具针的位置。较优地，所述模具调中机构包括可调卡具座，以及均匀分布于所述可调卡具座外圆周上的两个调中旋钮和一个从动弹性顶丝。较优地，所述超声加工装置还包括均衡弹性压力调节机构，所述均衡弹性压力调节机构与所述三维工具针调节机构的顶面连接。所述均衡弹性压力调节机构包括三个均力拉簧、一个均力压簧，以及由定导轨和动导轨组成的导轨滚珠副；所述动导轨与所述超声换能器相连，所述定导轨固定于所述三维工具针调节机构的上端，所述动导轨沿着所述定导轨上下滑动；三个所述均力拉簧的下端均匀连接于所述超声换能器的顶部外圈，上端固定在用于固定所述定导轨的安装件上，所述均力压簧下顶于所述超声换能器的上方中心，上顶于用于固定所述定导轨的安装件上。较优地，所述均衡弹性压力调节机构还包括一组压力刻度标尺和压力指针，所述压力刻度标尺和所述压力指针分别安装于所述动导轨和所述定导轨的同一侧。较优地，所述超声加工装置还包括安装于所述超声换能器外部的照明机构，所述照明机构具有两套不同的照明系统，可以分别聚焦于所述工具针和所述加工区域。较优地，所述照明机构包括两圈LED照明灯；其中，内圈LED照明灯聚光于所述工具针，外圈LED照明灯在所述工具针抬起时聚光于所述加工区域。本技术针对现有技术中模具浮动定心时容易折针的问题，提供了一种用于金刚石微孔拉丝模的超声加工装置。该超声加工装置借助照明机构和观察/检测/校正系统，提供了一种以旋转工作台的旋转中心为基准，对金刚石微孔拉丝模内孔中心和工具针针尖分别调中的加工中心找准方式。该超声加工装置可以利用三维工具针调节机构和模具调中机构，在照明机构和观察/检测/校正系统的辅助下，准确、便捷的将工具针针尖和模具内孔中心分别调节到与旋转工作台的旋转中心重合的位置。较优地，该装置同时结合均衡弹性压力调节机构，在对金刚石微孔拉丝模进行研磨抛光的加工过程中，实现了加工压力的定量调整。其中，均衡弹性压力调节机构可以提供均衡、柔和的加工压力，并通过压力刻度标尺和压力指针的使用，使加工压力的调整过程更加简便和精确。 该超声加工装置，由于在使用过程中可以使工具针针尖、模具内孔中心与旋转工作台的旋转中心分别调整对中，从而使得加工中心的找准得到了保证，结合均衡、柔和、准确的加工压力的调节，可以避免频繁折针的不利现象，使加工质量和加工效率得到明显的提高，尤其适用于孔径< O. 03mm的金刚石微孔拉丝模的研磨抛光。以下结合附图及具体实施例来对本技术作进一步的详细说明。图I为本技术所述超声加工装置的整体结构示意图；图2为本技术所述超声加工装本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超声加工装置，包括装置底座、分别固定于装置底座的装置立柱、旋转电机和旋转工作台，其中，所述旋转电机用于驱动所述旋转工作台旋转，其特征在于：所述超声加工装置还包括：超声换能器和工具针，所述工具针装卡在所述超声换能器的下端；用于调节所述工具针位置的三维工具针调节机构，所述三维工具针调节机构固定于所述装置立柱的上端，所述工具针通过所述超声换能器固定在所述三维工具针调节机构上；用于调节金刚石微孔拉丝模位置的模具调中机构，所述模具调中机构位于所述旋转工作台的上方，并连接于所述旋转工作台的中心；以及，在调中过程中进行可视性校准的观察/检测/校正系统，所述观察/检测/校正系统与所述旋转工作台光学连接，用于拍摄加工区域。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：黄建宇，曹凤国，胡绛梅，
申请(专利权)人：北京迪蒙吉意超硬材料技术有限公司，
类型：实用新型
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