[發(fā)明專利]一種超聲微磨削加工設(shè)備及工藝

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410040008.0
• 申請日: 2014-01-27
• 公開（公告）號: CN103769959B
• 公開（公告）日: 2017-10-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李輝;張建華;張小俊;曹志民;魏智
• 申請（專利權(quán)）人: 河北工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: B24B1/04
• 分類號: B24B1/04;B24B41/00
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司11332
• 代理人: 胡彬

1.一種超聲微磨削加工設(shè)備，包括隔振工作臺(1)，所述隔振工作臺(1)上固定有左右對稱設(shè)置的立柱(2)，所述立柱(2)之間通過橫梁(3)連接，所述橫梁(3)上設(shè)置有帶動磨削裝置高速旋轉(zhuǎn)的主軸組件(4)，其特征在于：所述主軸組件(4)的下方設(shè)置有超聲振動平臺(7)，所述超聲振動平臺(7)為由壓電疊層作動器(75)驅(qū)動，以極坐標(biāo)系為工作坐標(biāo)系的二維超聲振動平臺；

所述隔振工作臺(1)上還設(shè)置有吸振臺(5)，所述吸振臺(5)設(shè)置于所述橫梁(3)的下方，位于所述立柱(2)之間；所述吸振臺(5)的上表面設(shè)置有三向微進給系統(tǒng)(6)，所述三向微進給系統(tǒng)(6)通過承載板(71)連接有檢測裝置(72)；所述檢測裝置(72)的上表面設(shè)置有超聲振動平臺(7)；

所述橫梁(3)的上表面和側(cè)面均設(shè)置有用于安裝所述主軸組件(4)的固定孔，所述主軸組件(4)上設(shè)置有所述磨削裝置，所述磨削裝置對工件(8)進行端面磨削或周向磨削。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超聲微磨削加工設(shè)備，其特征在于：所述超聲振動平臺(7)包括與所述檢測裝置(72)相連接的振動平臺基體(73)，所述振動平臺基體(73)的內(nèi)部設(shè)置有振動板(70)，所述振動板(70)的下表面設(shè)置有對所述振動板(70)進行導(dǎo)向的直線滾動單元(74)，所述振動板(70)的上表面設(shè)置有用于固定工件(8)的夾具(77)；

所述振動板(70)的一個側(cè)面上連接有壓電疊層作動器(75)，相對的所述振動板(70)的另一個側(cè)面上通過彈簧片(78)連接有微調(diào)裝置(79)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種超聲微磨削加工設(shè)備，其特征在于：沿所述振動板(70)的邊沿設(shè)置有可拆卸的水槽(76)，便于對所述工件(8)進行濕磨削或干磨削加工。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種超聲微磨削加工設(shè)備，其特征在于：所述振動板(70)上設(shè)置有安裝孔點陣，將固定有工件的所述夾具(77)安裝于預(yù)設(shè)定的所述安裝孔點陣上以使得工件定位方向與所述壓電疊層作動器(75)發(fā)出的超聲振動方向成預(yù)定角度；

所述磨削裝置為微型砂磨輪，所述微型砂磨輪的直徑為3mm或4mm；

所述微型砂磨輪在所述主軸組件(4)的帶動下進行高速旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速在5000r/min—50000r/min。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種超聲微磨削加工設(shè)備，其特征在于：所述壓電疊層作動器(75)的工作頻率為16—23KHz，工作振幅為0—15μm。

6.一種超聲微磨削加工工藝，使用如權(quán)利要求3-5任一項所述的超聲微磨削加工設(shè)備對工件進行加工，其特征在于，包括以下步驟：

A確定所述夾具(77)在所述振動板(70)上的安裝位置；確定對工件進行加工選用的超聲振動形式、確定是否安裝所述水槽(76)、確定選用進行加工的微型砂磨輪的尺寸；

B將工件(8)安裝在所述夾具(77)上，并將所述夾具(77)固定于所述振動板(70)上，使用水平儀對所述夾具(77)進行調(diào)平，選用濕磨削加工時，將所述水槽(76)安裝于所述振動板(70)上；

C根據(jù)工件(8)要進行加工的端面，確定將所述主軸組件(4)安裝于所述橫梁(3)的側(cè)面或是上表面，對工件進行端面磨削或是圓周磨削；

D開啟所述主軸組件(4)、壓電疊層作動器(75)和三向微進給系統(tǒng)(6)對工件(8)進行超聲微磨削加工，所述微調(diào)裝置(79)對振動板(70)作行程微量補償，所述直線滾動單元(74)對所述振動板(70)進行導(dǎo)向；

E觀察加工過程中的現(xiàn)象，并記錄數(shù)據(jù)結(jié)果。