[發(fā)明專利]一種圓弧刃金剛石刀具刀尖材料均勻去除微進(jìn)給裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011442853.2
• 申請(qǐng)日: 2020-12-08
• 公開（公告）號(hào): CN112548692B
• 公開（公告）日: 2022-04-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張瑞濤;孫濤;張強(qiáng);李增強(qiáng)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): B24B3/36
• 分類號(hào): B24B3/36;B24B47/20;B24B1/00
• 代理公司: 哈爾濱龍科專利代理有限公司 23206
• 代理人: 高媛

一種圓弧刃金剛石刀具刀尖材料均勻去除微進(jìn)給裝置，屬于超精密制造裝備技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明提供一種高精度且操作簡(jiǎn)便的基于高精度進(jìn)給工作臺(tái)的圓弧刃金剛石刀具刀尖材料均勻去除裝置。本發(fā)明包括液體靜壓轉(zhuǎn)臺(tái)部件、微進(jìn)給部件、粗進(jìn)給部件、刀架和機(jī)床基座；刀架安裝在微進(jìn)給部件上，微進(jìn)給部件安置于粗進(jìn)給部件上，粗進(jìn)給部件安裝在液體靜壓轉(zhuǎn)臺(tái)部件上，液體靜壓轉(zhuǎn)臺(tái)部件固定在機(jī)床基座的上表面。本發(fā)明可以控制微進(jìn)給部件減小進(jìn)給量從而減小研磨壓力，可以控制微進(jìn)給部件增大進(jìn)給量從而增大研磨壓力，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)金剛石刀具研磨過程中，刀尖圓弧材料始終被均勻去除，如此可以提高圓弧刃的波紋度，得到質(zhì)量更高的金剛石刀具。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于超精密制造裝備技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種金剛石刀具微進(jìn)給裝置。

背景技術(shù)

超精密加工技術(shù)起源于上世紀(jì)五十年代末、六十年代初，隨著該技術(shù)的不斷進(jìn)步和航空宇航、計(jì)算機(jī)等行業(yè)的需求，得到了越來越廣泛的運(yùn)用，現(xiàn)已在軍用和高尖端民用產(chǎn)品制造領(lǐng)域中占有非常重要的地位。如大型天體望遠(yuǎn)鏡的反射鏡，慣性導(dǎo)航儀表的精密陀螺儀用空氣軸承，大規(guī)模集成電路制造裝備，激光打印機(jī)用多面棱鏡，高速攝像機(jī)的掃描鏡等等，都需要超精密加工。

超精密切削技術(shù)作為超精密加工技術(shù)中重要的一部分，其技術(shù)指標(biāo)主要有工件的表面粗糙度和面形精度。要想獲得符合要求的工件，必須具備以下幾個(gè)條件：超精密加工機(jī)床、高精度和高靈敏度的檢測(cè)設(shè)備、非常穩(wěn)定的外部加工環(huán)境以及與工件產(chǎn)生接觸的高精度刀具。金剛石刀具廣泛運(yùn)用于超精密切削加工的場(chǎng)合，其加工過程遵循誤差復(fù)印原則，即機(jī)床的運(yùn)動(dòng)誤差，外界環(huán)境的變化（噪聲、振動(dòng)、溫度變化），以及刀具的形狀誤差會(huì)以切削殘留的方式復(fù)印在工件的表面，從而影響工件的加工質(zhì)量。因此，高質(zhì)量的金剛石刀具是超精密切削工作開展的重要保障。

圓弧刃金剛石刀具的參數(shù)有很多，其中目前公認(rèn)的最主要的評(píng)價(jià)參數(shù)有刃口鈍圓半徑，刀尖圓弧圓度和前、后刀面的表面粗糙度。刃口鈍圓半徑也為刀具的鋒利度，不僅影響工件的加工精度，還決定了其最小切深；刀尖圓弧圓度直接影響工件的面形精度；前、后刀面的粗糙度決定刀具工作時(shí)與工件之間的摩擦力，是刀具壽命的重要影響因素。目前加工金剛石刀具的方法有很多，綜合成本、效率、加工的難易度、精度等多個(gè)方面，機(jī)械研磨法仍然具有絕對(duì)的優(yōu)勢(shì)。要想加工出刃口鈍圓半徑小，刀尖圓弧圓度小的圓弧刃金剛石刀具，在研磨過程中刀刃不能承受大的沖擊，且刀尖圓弧上的材料得到均勻去除，即盡量保證刀刃研磨過程緩慢且均勻。由于金剛石材料的各向異性，金剛石刀具不同研磨方向的材料去除率不同，目前還沒有合適的裝置來實(shí)現(xiàn)這種操作過程，只能通過全程的微小進(jìn)給量保證刀刃材料的微量除去，如此一來，既不能實(shí)現(xiàn)研磨刀刃的均勻性，也會(huì)導(dǎo)致研磨的效率很低。綜上所述，亟需研制一種新型裝置來實(shí)現(xiàn)圓弧刃金剛石刀具刀尖材料的均勻去除。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了解決目前為止，沒有能夠?qū)崿F(xiàn)金剛石刀具研磨過程中刀尖圓弧材料均勻去除的裝置的問題，提供一種高精度且操作簡(jiǎn)便的基于高精度進(jìn)給工作臺(tái)的圓弧刃金剛石刀具刀尖材料均勻去除裝置。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種圓弧刃金剛石刀具刀尖材料均勻去除微進(jìn)給裝置，包括液體靜壓轉(zhuǎn)臺(tái)部件、微進(jìn)給部件、粗進(jìn)給部件、刀架和機(jī)床基座；所述刀架安裝在微進(jìn)給部件上，所述微進(jìn)給部件安置于粗進(jìn)給部件上，所述粗進(jìn)給部件安裝在液體靜壓轉(zhuǎn)臺(tái)部件上，所述液體靜壓轉(zhuǎn)臺(tái)部件固定在機(jī)床基座的上表面。

本發(fā)明的有益效果在于：

1.本發(fā)明通過液體靜壓轉(zhuǎn)臺(tái)部件、微進(jìn)給部件和粗進(jìn)給部件，有效地解決了金剛石刀具高精密研磨過程中，沒有裝置能夠?qū)崿F(xiàn)刀尖圓弧材料均勻去除的問題，可以簡(jiǎn)單便捷地進(jìn)行刀具刀尖圓弧材料均勻去除操作。

2.本發(fā)明中微進(jìn)給部件的直線度誤差小于60nm，定位誤差小于30nm，分辨率小于2nm，可以實(shí)現(xiàn)高精度的刀具定位和極小的刀具進(jìn)給量，

3.本發(fā)明中液體靜壓轉(zhuǎn)臺(tái)的軸向、徑向回轉(zhuǎn)誤差小于0.1μm，可以實(shí)現(xiàn)低速平穩(wěn)的高精度回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。