[發明專利]一種用于磨削單晶金剛石微刀刃的微型設備及方法

在審

• 申請號: 201810177298.1
• 申請日: 2018-03-05
• 公開（公告）號: CN108527017A
• 公開（公告）日: 2018-09-14
• 發明（設計）人: 張金峰;鐘鑫;封超;許芝令;張士鶴;王保義;王帥;鐘佩斯;田和強
• 申請（專利權）人: 山東科技大學
• 主分類號: B24B3/00
• 分類號: B24B3/00;B24B41/06;B24B47/20;B24B41/00;B24B47/04;B24B41/02;B24B49/12;B24B55/00
• 代理公司: 青島智地領創專利代理有限公司 37252
• 代理人: 韓玉昆

1.一種用于磨削單晶金剛石微刀刃的微型設備，其特征在于，包括工件進給裝置和軸套軸傳動進給裝置，所述工件進給裝置包括夾具以及帶動所述夾具沿橫向、縱向運動的驅動裝置，待加工單晶金剛石夾持在所述夾具上；所述軸套軸傳動進給裝置包括箱體、微型砂輪以及設置在箱體內的行星齒輪傳動系統，所述行星齒輪傳動系統包括主軸、太陽輪軸、行星輪軸、刀具軸、中部太陽輪、行星輪、固定內齒輪、主軸末端太陽輪、刀具軸齒輪和聯軸器；所述微型砂輪設置在刀具軸的末端并隨刀具軸同步轉動，太陽輪軸套置在主軸上，中部太陽輪套置在太陽輪軸上，行星輪套置在行星輪軸上，太陽輪軸與行星輪軸相連；所述軸套軸傳動進給裝置還包括用于帶動主軸旋轉的傳動機構，主軸旋轉時帶動太陽輪軸旋轉，太陽輪軸旋轉時同步帶動行星輪軸旋轉，行星輪的內側與中部太陽輪相互嚙合，中部太陽輪沿太陽輪軸的軸線旋轉，行星輪繞太陽輪軸的軸線公轉并繞行星輪軸的軸線自轉，行星輪的外側與固定內齒輪相互嚙合；刀具軸通過聯軸器與行星輪軸相連，刀具軸齒輪套置在刀具軸上，主軸末端太陽輪設置在主軸的末端，刀具軸齒輪與主軸末端太陽輪相互嚙合；當聯軸器連接時，刀具軸由行星輪軸帶動旋轉，微型砂輪對待加工單晶金剛石刀具的微刀刃進行圓周刃磨；當聯軸器斷開時，主軸旋轉帶動主軸末端太陽輪旋轉，主軸末端太陽輪通過刀具軸齒輪的嚙合傳動帶動刀具軸轉動，微型砂輪對待加工單晶金剛石刀具的微刀刃進行定點懸停刃磨；所述微型設備還包括激光定位裝置和控制系統，激光定位裝置面向待加工單晶金剛石設置，激光定位裝置用于檢測待加工單晶金剛石的晶面的空間位置，并將檢測到的位置信息實時傳輸至控制系統，控制系統控制所述工件進給裝置和軸套軸傳動進給裝置的動作；

所述傳動機構包括伺服電機、輸入軸、過渡傳動軸、輸入軸傳動齒輪、過渡軸傳動齒輪、過渡軸滑移齒輪組、主軸前部齒輪和主軸中部齒輪，所述輸入軸由伺服電機驅動旋轉，輸入軸傳動齒輪套置在輸入軸上，過渡軸傳動齒輪套置在過渡傳動軸上，輸入軸傳動齒輪與過渡軸傳動齒輪相互嚙合，輸入軸通過輸入軸傳動齒輪、過渡軸傳動齒輪帶動所述過渡傳動軸同步運動；過渡軸滑移齒輪組安裝在過渡傳動軸上，主軸前部齒輪安裝在主軸前部，主軸中部齒輪安裝在主軸中部，主軸前部齒輪與主軸中部齒輪的齒數不同，當需要改變傳動比時，過渡軸滑移齒輪組分別與主軸前部齒輪或主軸中部齒輪相嚙合并帶動主軸旋轉。

2.根據權利要求1所述的一種用于磨削單晶金剛石微刀刃的微型設備，其特征在于，所述驅動裝置包括十字滑塊導軌，十字滑塊導軌包括左側縱向直線導軌、右側縱向直線導軌和橫向直線導軌；左側縱向直線導軌的上方設置有左側縱向導軌滑塊，右側縱向直線導軌的上方設置有右側縱向導軌滑塊，橫向直線導軌與左側縱向直線導軌通過左側縱向導軌滑塊形成十字狀動配合連接，橫向直線導軌與右側縱向直線導軌通過右側縱向導軌滑塊形成十字狀動配合連接；橫向直線導軌的上方設置有橫向導軌滑塊，所述夾具安裝在橫向導軌滑塊上并隨橫向導軌滑塊同步運動。

3.根據權利要求2所述的一種用于磨削單晶金剛石微刀刃的微型設備，其特征在于，所述驅動裝置還包括用于帶動左側縱向導軌滑塊沿左側縱向直線導軌滑移的第一直線驅動機構、用于帶動右側縱向導軌滑塊沿右側縱向直線導軌滑移的第二直線驅動機構以及用于帶動橫向導軌滑塊沿橫向直線導軌滑移的第三直線驅動機構。

4.根據權利要求3所述的一種用于磨削單晶金剛石微刀刃的微型設備，其特征在于，所述第一、第二、第三直線驅動機構均包括直線電機。

5.根據權利要求1所述的一種用于磨削單晶金剛石微刀刃的微型設備，其特征在于，所述夾具包括夾具支撐臺以及設置在夾具支撐臺上方的夾具體，夾具體呈幾字形，夾具體的內部設置有兩片相對設置的彈簧板，兩塊彈簧板之間配合形成供待加工單晶金剛石穿過的夾持間隙，該夾持間隙用于限制待加工單晶金剛石沿縱向移動和沿豎向旋轉的自由度，各彈簧板的一側分別通過一根卷彈簧與夾具體相連，所述夾具體的上部還設置有螺桿，螺桿與夾具支撐臺配合共同限制待加工單晶金剛石沿豎向移動和沿縱向旋轉的自由度。