超精密切削機(jī)床飛刀盤徑向調(diào)刀裝置制造方法
【專利摘要】超精密切削機(jī)床飛刀盤徑向調(diào)刀裝置，不僅能夠連續(xù)微位移調(diào)整，而且調(diào)刀精度高；在盤體盤面上開有軸線與y軸平行的刀鞘滑槽，刀具的刀柄插入刀鞘中，刀鞘位于刀鞘滑槽中；差動(dòng)螺旋桿與刀鞘滑槽軸線同軸，差動(dòng)螺旋桿前端小徑細(xì)牙螺桿與刀鞘尾端的小徑細(xì)牙螺孔配合，差動(dòng)螺旋桿主體部分為大徑粗牙螺桿，該大徑粗牙螺桿與盤體上的大徑粗牙螺孔配合。
【專利說明】超精密切削機(jī)床飛刀盤徑向調(diào)刀裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種超精密切削機(jī)床飛刀盤徑向調(diào)刀裝置，屬于精密切削加工【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有技術(shù)將金剛石刀具安裝在超精密機(jī)床的飛刀盤上，通過單點(diǎn)飛切加工實(shí)現(xiàn)光學(xué)晶體元件的超精密切削加工。由于在飛切加工中金剛石刀具由安裝在主軸上的飛刀盤夾持，通常的切削加工技術(shù)通過微調(diào)刀架實(shí)現(xiàn)刀具進(jìn)給量的高分辨率調(diào)整的措施無法應(yīng)用到超精密飛切加工中。而隨著光學(xué)元件的加工種類的增多，對飛切加工的精度要求也在增高。為此，現(xiàn)有技術(shù)通過增設(shè)豎直移動(dòng)的Y軸來實(shí)現(xiàn)飛切加工時(shí)金剛石刀具的進(jìn)給和工件與金剛石刀具之間的靠近。然而，所述Y軸的性能單一，這種方案使得機(jī)床成本提高。
[0003]在現(xiàn)有技術(shù)中還有一種采用墊塊調(diào)節(jié)工件位移量的方案，不過，由于所述墊塊尺寸確定，數(shù)量有限，使得位移量的調(diào)節(jié)成為一種定量調(diào)節(jié)，因此，金剛石刀具相對于工件的位移調(diào)節(jié)不具有連續(xù)性，精度無法保證。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型的目的在于獲得一種飛刀盤，該飛刀盤能夠在更換刀具后再次實(shí)現(xiàn)動(dòng)平衡，同時(shí)，能夠沿徑向微位移調(diào)整刀具，實(shí)現(xiàn)刀具進(jìn)給量的高分辨率連續(xù)調(diào)整，為此，我們發(fā)明了一種超精密切削機(jī)床飛刀盤徑向調(diào)刀裝置。該方案能夠滿足各種光學(xué)晶體元件的超精密飛切加工要求，調(diào)刀方便，設(shè)備成本低，加工效率高。
[0005]本實(shí)用新型之超精密切削機(jī)床飛刀盤徑向調(diào)刀裝置，其特征在于，由盤體1、刀具
2、刀鞘3、差動(dòng)螺旋桿4構(gòu)成刀盤系統(tǒng)；在以盤體I盤面與刀盤系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)軸線交點(diǎn)為原點(diǎn)O的直角坐標(biāo)系中，刀盤系統(tǒng)質(zhì)心M1 (X1, Y1)、配重塊5質(zhì)心M2 (x2, y2)與原點(diǎn)O位于同一條直線上,且質(zhì)心M1 (Xl，yi)、質(zhì)心M2 (x2, y2)位于原點(diǎn)O兩側(cè)，如圖1、圖2所示，并滿足矢量關(guān)系:HI1X X^m2 X X2=O, HI1Xy^m2Xy2=O,式中叫為刀盤系統(tǒng)質(zhì)量，m2為配重塊5質(zhì)量；在盤體I盤面上開有軸線與I軸平行的刀鞘滑槽6，如圖1~3所示，刀具2的刀柄插入刀鞘3中，刀鞘3位于刀鞘滑槽6中；差動(dòng)螺旋桿4與刀鞘滑槽6軸線同軸，差動(dòng)螺旋桿4前端小徑細(xì)牙螺桿7與刀鞘尾端8的小徑細(xì)牙螺孔9配合，如圖2、圖4所示，差動(dòng)螺旋桿4主體部分為大徑粗牙螺桿10，該大徑粗牙螺桿10與盤體I上的大徑粗牙螺孔配合。
[0006]本實(shí)用新型其技術(shù)效果在于，由于刀具2主體材質(zhì)比重大于盤體I材質(zhì)比重，前者通常為工具鋼，而后者通常為硬鋁，并且刀頭還要探出盤體1，因此，裝刀以及重新裝刀后刀盤系統(tǒng)動(dòng)平衡遭到破壞。當(dāng)在飛刀盤盤體I上安置配重塊5后，能夠?qū)崿F(xiàn)裝刀后刀盤系統(tǒng)的再平衡。在恢復(fù)動(dòng)平衡的前提下，如何根據(jù)加工進(jìn)給需要精密調(diào)刀，是光學(xué)晶體元件的超精密切削加工需要解決的核心問題，而差動(dòng)螺旋桿4的采用則解決了這一問題。例如，差動(dòng)螺旋桿4的小徑細(xì)牙螺桿7螺紋外徑為M6，螺距為0.5mm,大徑粗牙螺桿10螺紋外徑為M8，螺距為0.7mm,當(dāng)旋轉(zhuǎn)一周調(diào)整刻度為50格時(shí)，每格調(diào)整位移量為I μ m，可見，本實(shí)用新型之調(diào)刀裝置不僅能夠連續(xù)微位移調(diào)整，而且調(diào)刀精度高。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0007]圖I是本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)俯視示意圖，該圖同時(shí)作為摘要附圖。圖2本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)立體示意圖，其中刀具2、差動(dòng)螺旋桿4、刀鞘尾端8、平衡螺釘處在安裝過程中，尚未到達(dá)工位。圖3是本實(shí)用新型中的刀鞘滑槽及配重塊嵌槽結(jié)構(gòu)立體示意圖，該圖同時(shí)表示平衡螺孔在盤體上的分布情況。圖4是本實(shí)用新型中的差動(dòng)螺旋桿結(jié)構(gòu)及形狀示意圖。圖5是本實(shí)用新型中的配重塊結(jié)構(gòu)及形狀示意圖。圖6是本實(shí)用新型中的平衡螺釘結(jié)構(gòu)及形狀示意圖。圖7是本實(shí)用新型中的刀鞘尾端結(jié)構(gòu)及形狀示意圖。圖8是本實(shí)用新型中的刀鞘結(jié)構(gòu)及形狀示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0008]在本實(shí)用新型之超精密切削機(jī)床飛刀盤徑向調(diào)刀裝置中，由盤體I、刀具2、刀鞘
3、差動(dòng)螺旋桿4構(gòu)成刀盤系統(tǒng)。在以盤體I盤面與刀盤系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)軸線交點(diǎn)為原點(diǎn)O的直角坐標(biāo)系中，刀盤系統(tǒng)質(zhì)心M1 (X1, Y1)、配重塊5質(zhì)心M2 (x2, y2)與原點(diǎn)O位于同一條直線上,且質(zhì)心M1 (X1^hMWM2(Xby2)位于原點(diǎn)O兩側(cè)，如圖I、圖2所示，并滿足矢量關(guān)系：IIi1 X Xjm2 X X2=O, IIi1 X 5^+1? Xy2=O,式中:1?為刀盤系統(tǒng)質(zhì)量,m2為配重塊5質(zhì)量。在盤體I盤面上開有軸線與y軸平行的刀鞘滑槽6，如圖I~3所示，刀具2的刀柄插入刀鞘3中，刀鞘3位于刀鞘滑槽6中。配重塊5位于盤體I盤面上的配重塊嵌槽11內(nèi)，如圖I~3所示，配重塊嵌槽11軸線與y軸平行，由配重螺釘12將配重塊5固定在盤體I上，如圖I、圖
2、圖5所示；當(dāng)盤體I材質(zhì)為硬鋁、刀具I主體材質(zhì)為工具鋼時(shí),配重塊5的材質(zhì)為比重大于盤體I材質(zhì)和刀具2主體材質(zhì)的黃銅，這樣的話能夠用體積較小的配重塊5即可恢復(fù)刀盤系統(tǒng)動(dòng)平衡。在盤體 I圓周側(cè)壁上相隔等角度設(shè)有若干平衡螺孔13，平衡螺釘14與平衡螺孔13配合，如圖2、圖3、圖6所示。采用配重塊5只是粗略恢復(fù)刀盤系統(tǒng)動(dòng)平衡，當(dāng)?shù)侗P系統(tǒng)高速旋轉(zhuǎn)時(shí)依然會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)，這時(shí)借助超精密切削機(jī)床自帶的觸針式電子拷表檢測動(dòng)平衡，在檢測過程中，確定在平衡螺孔13內(nèi)添加或者撤出平衡螺釘14，或者旋進(jìn)、旋出平衡螺釘14，由此在線微調(diào)動(dòng)平衡，當(dāng)超精密切削機(jī)床顯示屏上顯示的刀盤系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)一周的動(dòng)平衡曲線變動(dòng)范圍在3nm以內(nèi)時(shí)，刀盤系統(tǒng)與配重塊的整體質(zhì)心與刀盤系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)軸線，或者超精密切削機(jī)床主軸的旋轉(zhuǎn)軸線近似重合，此時(shí)的平衡狀態(tài)符合加工要求。差動(dòng)螺旋桿4與刀鞘滑槽6軸線同軸，差動(dòng)螺旋桿4前端小徑細(xì)牙螺桿7與刀鞘尾端8的小徑細(xì)牙螺孔9配合，差動(dòng)螺旋桿4主體部分為大徑粗牙螺桿10，該大徑粗牙螺桿10與盤體I上的大徑粗牙螺孔配合。由尾端螺釘15將刀鞘尾端8固定在刀鞘3的尾端，如圖I、圖7所示；沿刀柄走向三個(gè)刀具螺釘16 —字排列，由刀具螺釘16將刀具2固定在刀鞘3中。刀鞘螺釘17通過墊片18、彈簧19將刀鞘3固定在刀鞘滑槽6中，如圖I、圖2、圖8所示，刀鞘3上的刀鞘螺孔20為條形孔，且內(nèi)有臺(tái)階，刀鞘螺釘17穿過刀鞘螺孔20，彈簧19壓在刀鞘螺孔20內(nèi)的臺(tái)階上，當(dāng)?shù)肚事葆?7被旋動(dòng)到位后，刀鞘3被相對固定，轉(zhuǎn)動(dòng)差動(dòng)螺旋桿4依然能夠推動(dòng)刀鞘3前行，實(shí)現(xiàn)刀具2的微量進(jìn)給。刀鞘螺釘17、墊片18、彈簧19、刀鞘螺孔20共有四組，相對刀鞘滑槽6軸線對稱分布。
【權(quán)利要求】
1.一種超精密切削機(jī)床飛刀盤徑向調(diào)刀裝置，其特征在于，由盤體（I)、刀具（2)、刀鞘（3)、差動(dòng)螺旋桿（4)構(gòu)成刀盤系統(tǒng)；在以盤體（I)盤面與刀盤系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)軸線交點(diǎn)為原點(diǎn)O的直角坐標(biāo)系中，刀盤系統(tǒng)質(zhì)心M1(X1J1)、配重塊（5)質(zhì)心M2 (x2，y2)與原點(diǎn)O位于同一條直線上，且質(zhì)心M1 (X1J1)、質(zhì)心M2 (x2, y2)位于原點(diǎn)O兩側(cè)，并滿足矢量關(guān)系：Iii1XxAm2Xx2=O, IH1XyAm2Xy2=O,式中：1?為刀盤系統(tǒng)質(zhì)量，m2為配重塊（5)質(zhì)量；在盤體(I)盤面上開有軸線與y軸平行的刀鞘滑槽（6)，刀具（2)的刀柄插入刀鞘（3)中，刀鞘（3)位于刀鞘滑槽（6)中；差動(dòng)螺旋桿（4)與刀鞘滑槽（6)軸線同軸，差動(dòng)螺旋桿（4)前端小徑細(xì)牙螺桿（7)與刀鞘尾端（8)的小徑細(xì)牙螺孔（9)配合，差動(dòng)螺旋桿（4)主體部分為大徑粗牙螺桿（10)，該大徑粗牙螺桿（10)與盤體（I)上的大徑粗牙螺孔配合。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超精密切削機(jī)床飛刀盤徑向調(diào)刀裝置，其特征在于，配重塊(5)位于盤體（I)盤面上的配重塊嵌槽（11)內(nèi)，配重塊嵌槽（11)軸線與I軸平行，由配重螺釘（12)將配重塊（5)固定在盤體（I)上；當(dāng)盤體（I)材質(zhì)為硬鋁、刀具（I)主體材質(zhì)為工具鋼時(shí),配重塊（5)的材質(zhì)為比重大于盤體（I)材質(zhì)和刀具（2)主體材質(zhì)的黃銅。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超精密切削機(jī)床飛刀盤徑向調(diào)刀裝置，其特征在于，在盤體(O圓周側(cè)壁上相隔等角度設(shè)有若干平衡螺孔（13)，平衡螺釘（14)與平衡螺孔（13)配合。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超精密切削機(jī)床飛刀盤徑向調(diào)刀裝置，其特征在于，由尾端螺釘（15)將刀鞘尾端（8)固定在刀鞘（3)的尾端；由刀具螺釘（16)將刀具（2)固定在刀鞘(3)中；刀鞘螺釘（17)通過墊片（18)、彈簧（19)將刀鞘（3)固定在刀鞘滑槽（6)中，刀鞘（3)上的刀鞘螺孔（20)為條形孔，且內(nèi)有臺(tái)階，刀鞘螺釘（17)穿過刀鞘螺孔（20)，彈簧（19)壓在刀鞘螺孔（20)內(nèi)的臺(tái)階上。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的超精密切削機(jī)床飛刀盤徑向調(diào)刀裝置，其特征在于，沿刀柄走向三個(gè)刀具螺釘（16) —字排列；刀鞘螺釘（17)、墊片（18)、彈簧（19)、刀鞘螺孔（20)共有四組，相對刀鞘滑槽（6 )軸線對稱分布。
【文檔編號】B28D5/02GK203622666SQ201320773692
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2013年11月28日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月28日
【發(fā)明者】史國權(quán), 肖建國, 石廣豐, 謝啟明, 木銳, 苗實(shí), 蔡洪彬 申請人:長春理工大學(xué)