用于測量嵌入式微小型工件切削量的精密測量方法和裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于精密加工及切削量精密測量領(lǐng)域，特別涉及一種用于測量嵌入式微小型工件切削量的精密測量方法和裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展及社會需求的增加，微小零件在工業(yè)產(chǎn)品中的應(yīng)用日益增多，各種各樣的微小零件被不斷設(shè)計制造出來，給人類的生活帶來了巨大的便利，如微型齒輪、微型軸承等。目前，各種微小零件被廣泛應(yīng)用于通訊、光學(xué)、航空航天和機(jī)械加工等領(lǐng)域，這些微小零件外形尺寸一般在幾十微米到數(shù)毫米之間，雖然重量輕但功能反而更強(qiáng)。
[0003]微小型工件的裝夾和定位是十分困難的，其體積小，容易丟失和損壞，而且各功能表面小，對其重新定位夾緊不可靠且容易變形，輕者會造成加工精度喪失，重者會導(dǎo)致工件報廢。為了提高微小型工件的加工精度和加工效率，其中最實(shí)用的方法是把微小型工件牢牢嵌入在一個小型工件襯底中，再把該小型工件襯底安裝在大型夾具上以方便加工。而由于微小型工件嵌入在一個小型工件襯底中無法取出，若采取直接測量的方法，則會產(chǎn)生測量精度低，對加工表面有損傷等問題，考慮到切削量對于檢測加工完的工件的形狀和精度有重要的指導(dǎo)意義，所以精密測量嵌入式微小型工件的切削量至關(guān)重要，而目前還沒有一套用于測量嵌入式微小型工件切削量的精密測量的可行的方法和裝置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提供一種用于測量嵌入式微小型工件切削量的精密測量方法和裝置，以解決目前微小型工件的切削量難以精密測量的問題，致力于提供一種用于測量嵌入式微小型工件切削量的精密、可靠、簡便的測量方法和裝置。
[0005]本發(fā)明采取的技術(shù)方案是，包括下列步驟:
[0006](I)把鑲嵌有未加工的被測工件的工件襯底和主電容位移傳感器并排安裝在移動平臺a上的移動板上；
[0007](2)旋動移動平臺a的調(diào)節(jié)螺桿a將被測工件與一個球形基底接觸，并測出主電容位移傳感器與一個移動塊的距離S1;
[0008](3)從移動平臺a上的移動板上取下被測工件，加工被測工件，去除一定的厚度；
[0009](4)把帶有已加工的被測工件的工件襯底重新安裝在移動板上，并再次旋動移動平臺a的調(diào)節(jié)螺桿a;
[0010]①若被測工件先與測量觸板上的球形基底接觸，且主電容位移傳感器尚未與移動塊接觸，即Λ R彡S1，則工件的切削量為:
[0011]AR = S1-S2
[0012]其中，S2為此時主電容位移傳感器與移動塊的距離；
[0013]②若主電容位移傳感器先與移動塊接觸，而被測工件尚未與測量觸板上的球形基底接觸，即Λ I^S1,則工件的切削量為:
[0014]AR = S^S3-S4
[0015]其中，S3S預(yù)先測出的副電容位移傳感器和移動塊的距離，S 4為把移動塊向副電容位移傳感器移動一定的距離后，旋動移動平臺a的調(diào)節(jié)螺桿a，直到被測工件可以與球形基底接觸時，副電容位移傳感器和移動塊之間的距離。
[0016]實(shí)現(xiàn)本發(fā)明所述方法的一種用于測量嵌入式微小型工件切削量的精密測量裝置，主間距調(diào)節(jié)單元、滑塊調(diào)節(jié)單元與副間距調(diào)節(jié)單元均安裝在底板上。
[0017]所述主間距調(diào)節(jié)單元的結(jié)構(gòu)是:固定底座a安裝在底板上，調(diào)節(jié)螺桿a安裝在固定底座a上，移動支座a安裝在固定底座a上、且與固定底座a滑動連接，并能用調(diào)節(jié)螺桿a調(diào)節(jié)移動支座a與固定底座a之間的距離，移動板通過緊定螺釘一安裝在移動支座a上，工件襯底通過緊定螺釘二與固定底座a固定連接，被測工件嵌入安裝在工件襯底中，主電容位移傳感器穿過移動板上的一個孔與工件襯底并排安裝在移動板上，導(dǎo)向支架a通過緊定螺釘三安裝在移動板上，導(dǎo)向支架a上開有正方形孔，正方型導(dǎo)柱a穿入該孔中，為主電容位移傳感器起到軸向?qū)蜃饔茫麟娙菸灰苽鞲衅髋c正方型導(dǎo)柱a連接為一整體，導(dǎo)線一從正方形導(dǎo)柱中引出，微調(diào)旋鈕a與主電容位移傳感器螺紋連接，并位于導(dǎo)向支架a與移動板之間，主電容位移傳感器沿旋轉(zhuǎn)微調(diào)旋鈕a軸向移動，緊定螺釘四用于主電容位移傳感器的軸向固定。
[0018]所述滑塊調(diào)節(jié)單元的結(jié)構(gòu)是:測量觸板安裝在底板上，鋼珠嵌入安裝在測量觸板上，作為切削量測量基準(zhǔn)，移動塊安裝在測量觸板的孔中，并沿該孔軸向移動，調(diào)節(jié)螺釘六與移動塊的突出部分螺紋連接，擋塊通過緊定螺釘五安裝在測量觸板上，調(diào)節(jié)螺釘六的螺帽由擋塊和測量觸板上的小凸臺軸向限位，微調(diào)旋鈕c安裝在調(diào)節(jié)螺釘六的端部，并由螺母一和螺母二進(jìn)行雙面固定，旋轉(zhuǎn)微調(diào)旋鈕c可調(diào)節(jié)移動塊的軸向位移量。
[0019]所述副間距調(diào)節(jié)單元的結(jié)構(gòu)是:固定底座b安裝在底板上，調(diào)節(jié)螺桿b安裝在固定底座b上，移動支座b安裝在固定底座b上、并與固定底座b滑動連接，并可用調(diào)節(jié)螺桿b調(diào)節(jié)移動支座b與固定底座b之間的軸向距離，缸體通過緊定螺釘九安裝在移動支座b的孔中，圓柱形活塞安裝在缸體中，可在缸體內(nèi)實(shí)現(xiàn)軸向移動和繞軸線的轉(zhuǎn)動，以調(diào)節(jié)位于末端的副電容位移傳感器相對于滑塊調(diào)節(jié)單元的移動塊的距離與角度，圓柱形活塞的末端被削去一部分以安裝副電容位移傳感器的位移微調(diào)機(jī)構(gòu)，副電容位移傳感器位于圓柱形活塞的末端孔內(nèi)，導(dǎo)向支架b通過緊定螺釘八安裝于圓柱形活塞的末端削去部分內(nèi)，副電容位移傳感器與正方型導(dǎo)柱b連接為一整體，導(dǎo)線二從正方形導(dǎo)柱b中引出，正方型導(dǎo)柱b為副電容位移傳感器起到軸向?qū)蜃饔茫⒄{(diào)旋鈕b與電容位移傳感器的螺紋部分旋合，并位于導(dǎo)向支架b與圓柱形活塞之間，旋轉(zhuǎn)微調(diào)旋鈕b、副電容位移傳感器可沿其軸向移動，緊定螺釘七用于副電容位移傳感器的軸向固定。
[0020]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)及有益效果:通過測量主、副位移傳感器相對于移動塊的距離來間接地精密測量嵌入式微小型難夾持工件的切削量；采用了分情況測量原理，當(dāng)切削量小于主位移傳感器與移動塊的初始距離時，只需測量主位移傳感器與移動塊的距離變化量；當(dāng)切削量大于主位移傳感器與移動塊的初始距離時，需要測量主、副位移傳感器與移動塊的之間距離變化量；所述的測量方法對工件沒有損壞；采用電容位移傳感器作為測量元件，測量精度高，可達(dá)納米級。本發(fā)明適用于嵌入式微小型難夾持工件的切削量的精密測量。
【附圖說明】
[0021]圖1是本發(fā)明的測量原理示意圖；
[0022]圖2是本發(fā)明測量裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖3是本發(fā)明測量裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖4是本發(fā)明測量裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖5是本發(fā)明測量裝置的主間距調(diào)節(jié)單元的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖6是本發(fā)明測量裝置的主間距調(diào)節(jié)單元的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖7是本發(fā)明測量裝置的滑塊調(diào)節(jié)單元的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖8是本發(fā)明測量裝置的滑塊調(diào)節(jié)單元的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029]圖9是本發(fā)明測量裝置的滑塊調(diào)節(jié)單元的剖視圖；
[0030]圖10是本發(fā)明測量裝置的副間距調(diào)節(jié)單元的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031]圖11是本發(fā)明測量裝置的副間距調(diào)節(jié)單元的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032]圖中:主間距調(diào)節(jié)單元1、滑塊調(diào)節(jié)單元2、副間距調(diào)節(jié)單元3和底板4 ;
[0033]移動支座alOl、移動板102、緊定螺釘一 103、固定底座al04、調(diào)節(jié)螺桿al05、導(dǎo)向支架al06、微調(diào)旋鈕al07、緊定螺釘二 108、工件襯底109、被測工件110、主電容位移傳感器
111、緊定螺釘三112、緊定螺釘四113、正方型導(dǎo)柱all4，導(dǎo)線一 115 ;
[0034]測量觸板201、緊定螺釘五202、移動塊203、鋼珠204、調(diào)節(jié)螺釘六205、小凸臺206、擋塊207、螺母一 208、微調(diào)旋鈕c209和螺母二 210 ；
[0035]圓柱形活塞301、緊定螺釘七302、副電容位移傳感器303、緊定螺釘八304、缸體305、緊定螺釘九306、調(diào)節(jié)螺桿b307、移動支座b308、固定底座b309、導(dǎo)線二 310、正方型導(dǎo)柱b311、微調(diào)旋鈕b312和導(dǎo)向支架b313。
【具體實(shí)施方式】
[0036]一種用于測量嵌入式微小型工件切削量的精密測量方法，包括以下步驟:
[0037](I)把鑲嵌有未加工的被測工件5的工件襯底109和主電容位移傳感器111并排安裝在移動平臺alOO上的移動板102上；
[0038](2)旋動移動平臺alOO的調(diào)節(jié)螺桿al05，將被測工件5與測量觸板201上的球形基底204接觸，并測出主電容位移傳感器111與移動塊203的距離S1;
[0039](3)從移動平臺alOO上的移動板102上取下被測工件5，加工被測工件5，去除一定的厚度；
[0040](4)把帶有已加工的被測工件5的工件襯底109重新安裝在移動板102上，并再次旋動移動平臺alOO的調(diào)節(jié)螺桿al05 ;
[0041]①若被測工件5先與測量觸