[實用新型]一種用于面向微結構超精密機械加工的工裝裝置

有效

• 申請號: 201620070571.7
• 申請日: 2016-01-25
• 公開（公告）號: CN205342595U
• 公開（公告）日: 2016-06-29
• 發明（設計）人: 劉曉亮;施國強;周軍華;陶欒
• 申請（專利權）人: 北京仿真中心
• 主分類號: B23Q3/12
• 分類號: B23Q3/12;B23Q17/22
• 代理公司: 北京正理專利代理有限公司 11257
• 代理人: 王喆;張文祎

技術領域

本實用新型涉及一種工裝裝置，特別涉及一種用于面向微結構超精密機械加工的工裝裝置。

背景技術

高精度微結構表面是能夠實現光學、機械、物理、生物等特定功能的微小結構性表面。通常對于高精度微米級線性三維微結構的制造方法主要為MEMS技術和能量輔助加工技術；但是上述技術存在加工精度差、生產效率低、制造成本高的問題；同時受被加工基板材料的限制，無法加工新型聚合物、金屬合金等高性能新材料，而超精密機械加工技術能彌補上述技術的不足。

在機械加工結構尺寸10μm以下的微結構前，需要獲取高精度的工件表面；然后，完成1μm以下精度的對刀；在工藝初期，需要了解切削過程中的力學信號變化規律，所以需要在加工過程中采用高敏感度傳感器進行監測，為保證加工精度，切平工件表面、對刀、切削監測整個過程要求工裝不能拆卸。

實用新型內容

本實用新型要解決的技術問題是提供一種用于面向微結構超精密機械加工的工裝裝置。該工裝裝置安裝方便快捷，成本低，避免了加工中對工件的二次拆卸，并實現了對超精密對刀及加工過程中信號進行監測的功能，保證了加工精度。

為解決上述技術問題，本實用新型采用下述技術方案：

一種用于面向微結構超精密機械加工的工裝裝置，所述工裝裝置包括工件安裝盤和用于與機床主軸連接固定的過渡盤；

在所述工件安裝盤上開設有與所述工件安裝盤呈同軸設置的用于放置傳感器的通孔；

所述工件安裝盤通過安裝架固定設置在所述過渡盤上。

進一步的，所述工裝裝置還包括傳感器，該傳感器為高靈敏度聲發射傳感器。高靈敏度聲發射傳感器可以檢測到物體因為應力應變變化而產生的聲發射信號。

進一步的，所述傳感器通過固定板固定設置在所述通孔內。

進一步的，所述過渡盤的一側端面用于與機床主軸上的真空吸盤連接固定，所述工件安裝盤通過安裝架固定設置在所述過渡盤的另一側端面上。

進一步的，所述過渡盤的材料為鋁。過渡盤選用鋁制材料，其剛度滿足加工精度要求，同時密度較小，方便調整整個工裝的動平衡，且鋁材加工性較高，加工成本低。

進一步的，所述工件安裝盤與所述安裝架呈一體結構設置。

進一步的，所述工件安裝盤和過渡盤呈同軸設置。

進一步的，所述工件安裝盤、過渡盤和傳感器呈同軸設置。

進一步的，所述工件安裝盤、過渡盤、傳感器和固定板呈同軸設置。

本實用新型的工作原理如下：

將要加工的工件膠接在工件安裝盤的中心位置，將所述工件安裝盤通過安裝架固定設置在所述過渡盤上；安裝架與過渡盤之間通過螺釘固定，再將過渡盤與機床空氣主軸上的真空吸盤固定，且保證工件、工件安裝盤和過渡盤呈同軸設置；調整動平衡后，車削工件端面，達到對工件表面粗糙度及平面度要求。

達到上述要求后，將傳感器通過固定板固定設置在工件安裝盤上的通孔內，且保證工件、工件安裝盤、過渡盤和固定板呈同軸設置；并完成超精密對刀過程，之后通過調整傳感器的靈敏度，即可監測切削過程中的物理信號，在刀具對工件進行切削時，工件因應力應變的變化而產生聲發射信號，該信號向工件表面傳播，被傳感器采集，并轉化為電信號，如電壓值，并通過計算機顯示器顯示。

本實用新型通過將工件、工件安裝盤、過渡盤、機床主軸空氣吸盤順序連接，首先，將待加工工件端面超精密車削平整，滿足后續加工要求后，不需要將工件拆卸，而只需在工件安裝盤的通孔內安裝傳感器，并用固定板固定，即避免了二次裝卸帶來的誤差，之后基于傳感器即可完成超精密對刀及切削過程的監測。本實用新型整體結構簡單，成本低，操作方便，結構柔性好，且加工精度高，保證了超精密機械加工微結構的加工精度。

附圖說明

圖1為本實用新型的整體結構示意圖。

圖2為本實用新型與機床主軸上的真空吸盤之間的配合結構截面示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖說明本實用新型的具體實施方式。

如圖1、2所示，一種用于面向微結構超精密機械加工的工裝裝置，所述工裝裝置包括高靈敏度聲發射傳感器1、工件安裝盤2和用于與機床主軸連接固定的過渡盤3；所述過渡盤3的材料為鋁。在所述工件安裝盤2的軸向上開設有用于放置高靈敏度聲發射傳感器1的通孔21，所述高靈敏度聲發射傳感器3通過固定板4固定設置在所述通孔21內，且保證高靈敏度聲發射傳感器1在接受到的信號后，可將信號通過高靈敏度聲發射傳感器信號線傳到計算機。