[發明專利]微銑刀刃口鈍圓測量裝置及方法

有效

• 申請號: 201410130213.6
• 申請日: 2014-04-02
• 公開（公告）號: CN103913143A
• 公開（公告）日: 2014-07-09
• 發明（設計）人: 李亮;何寧;戰忠波;趙威;楊吟飛;趙孟;卞榮;吳賢
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: G01B21/20
• 分類號: G01B21/20
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務所 32237
• 代理人: 賀翔

技術領域

本發明涉及一種微銑刀刃口鈍圓測量裝置及方法，尤其是一種針對微銑刀刃口鈍圓的機械接觸式測量裝置及方法，屬于精微測量技術領域。

技術背景

隨著微/納米科學與技術的迅猛發展，以形狀及尺度微小為特征的微小型化技術在航空航天、精密儀器、生物醫療、汽車和電子等領域得以廣泛的應用。微細銑削技術在各類微小型化零部件的加工制造中發揮著越來越重要的作用，而微銑刀是最終實現各種微小型化技術的基礎工具裝備之一，其刀刃直徑一般在1mm以下。微銑刀刃口材料一般由聚晶金剛石（PCD）、立方氮化硼（CBN）等超硬材料制成的超硬刀頭組成。微銑刀刃口鈍圓是微銑刀的主要參數，其大小一般在1um-10um之間。獲得刃口鈍圓的精確數據是使用微銑刀的前提，由于微銑刀的刃口鈍圓非常小，并且刃口材料多為多晶或者聚晶金剛石材料，現有技術中多數采用非接觸測量方法進行測量，其測量精度較低，無法滿足實際使用的需要，有的甚至于根本無法進行測量。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于克服現有技術缺陷，提供一種能高效、精確地測量微銑刀刃口鈍圓數據的測量裝置及方法。

為了解決上述技術問題，本發明提供了一種微銑刀刃口鈍圓測量裝置，包括CCD顯微鏡機構、測量平臺、微銑刀夾持運動機構和接觸式粗糙度儀；所述CCD顯微鏡機構包括CCD顯微鏡、安裝在底座上的立板和安裝在立板上用于使CCD顯微鏡上下運動的調節裝置；所述測量平臺上設有窄縫，位于CCD顯微鏡的下方；所述微銑刀夾持運動機構位于測量平臺的側邊，包括四軸運動平臺和固定連接在四軸運動平臺用于固定夾持微銑刀的彈簧夾頭。

本發明中，所述調節裝置包括鏡頭支架、固定安裝在立板上的滾珠絲杠和設在立板與滾珠絲杠平行的直線導軌；所述滾珠絲杠頂端固定連接滾動手柄，滾珠絲杠杠身上安裝滾珠螺母，直線導軌上安裝導軌滑臺，滾珠螺母與直線導軌之間通過連板連接；所述鏡頭支架通過連板支架與連板連接。

本發明中，所述測量平臺上的窄縫寬度為50-100um、窄縫長度為3mm。

本發明中，所述測量平臺的窄縫由硬質合金材料制成，窄縫下方為大于135°的喇叭口形。

本發明中，所述四軸運動平臺中XYZ軸的運動精度為1um、R軸的旋轉精度0.2°。

本發明還提供了一種微銑刀刃口鈍圓測量方法，具體包括以下步驟：

1）、將微銑刀刃口與窄縫重合，形成倒V型微凸起；

2)、將接觸式粗糙度儀沿微銑刀刀刃垂直方向滑動，測量倒V型微凸起區域的表面輪廓數據，導入計算機處理，得到微銑刀刃口鈍圓數據。

本發明中，所述步驟1）具體過程為：

11）、調整CCD鏡頭的焦距聚焦于測量平臺的窄縫處，在顯示屏上形成清晰窄縫圖像；

12）、將微銑刀固定在四軸運動平臺上，調整四軸運動平臺使微銑刀刃口鈍圓靠近測量平臺，并使微銑刀刃口平行位于窄縫前方；

13）、在5倍物鏡的CCD顯微鏡下，精密調整四軸運動平臺使微銑刀刃口垂直位于窄縫正下方1mm處，然后緩慢調整四軸運動平臺使微銑刀刃口與窄縫重合，微銑刀刃口與窄縫形成高度為50-100um倒V型微凸起。

本發明中，所述步驟2）中倒V型微凸起區域的表面輪廓測量長度為3-6mm。

本發明的有益效果在于：(1)、本測量方法將微銑刀刃口與窄縫之間的進行無縫精密重合，然后采用接觸式粗糙度儀測量表面輪廓，實現微銑刀刃口鈍圓的測量，其測量精度高，測量速度快；(2)、本測量裝置結構簡單、使用方便，大大提高了測量效率。

附圖說明

圖1為本發明微銑刀刃口鈍圓測量裝置的主視圖；

圖2為本發明微銑刀刃口鈍圓測量裝置的左視圖；其中（a）為左視圖，（b）為圖（a）中A點放大圖；

圖3為微銑刀刃口與窄縫重合區域示意圖；

圖4為本發明微銑刀刃口鈍圓測量方法過程示意圖，其中（a）為微銑刀刃口靠近窄逢平臺、（b）為微銑刀刃口與窄逢平臺完全重合、（c）接觸式粗糙度儀上探針在窄逢平臺附近滑動測量；

圖5為倒V型表面輪廓示意圖。

具體實施方式

????下面結合附圖對本發明微銑刀刃口鈍圓測量裝置及方法作詳細說明,?其適用于單晶或者PCD微銑刀的高效快捷測量。