一種單晶金剛石螺旋刀的刃口磨削裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及金剛石刀具加工技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種單晶金剛石螺旋刀的刃口磨削裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]目前螺旋刃單晶金剛石刀具的刃口處理技術(shù)國內(nèi)外都處于空白狀態(tài)。因為單晶金剛石具有以下獨特的物理力學(xué)性能:
[0003]1.單晶金剛石是單一碳原子的結(jié)晶體，晶格結(jié)構(gòu)屬于等軸面心立方晶系(一種原子密度最高的晶系)，碳原子間的鏈接鍵為SP3雜化共價鍵，具有很強的結(jié)合力、穩(wěn)定性和方向性，是自然界中已知的最硬物質(zhì)，其顯微硬度可達(dá)10000HV。
[0004]2.金剛石晶體上的每個晶面上原子排列形式和原子密度的不同以及晶面之間的距離不同，造成金剛石晶體各向異性，各晶面的微觀強度有明顯的差別。
[0005]3.經(jīng)過仔細(xì)研磨后的刃口能得到原子級的鋒利度。
[0006]4.單晶金剛石刀具切削黑色金屬時，金剛石中的碳原子容易與黑色金屬中的碳原子發(fā)生親合作用，加快刃口磨損。
[0007]所以，在實際生產(chǎn)中，由于單晶金剛石物理力學(xué)性能的第1、2點原因，刃磨單晶金剛石刃口時，非常容易產(chǎn)生爆口和鋸齒度，對螺旋刃口的加工極為困難，目前市場上只有傳統(tǒng)的直線或單圓弧刀刃，未見螺旋刀刃的單晶金剛石刀具問世就是這個原因。
【實用新型內(nèi)容】
[0008]本實用新型所要解決的技術(shù)問題在于針對現(xiàn)有技術(shù)所存在的不足而提供一種單晶金剛石螺旋刀的刃口磨削裝置，該刃口磨削裝置利用單晶金剛石的碳原子與黑色金屬中的碳原子容易產(chǎn)生親合作用的微量磨損機理，實現(xiàn)微量研磨刃口的作用。
[0009]本實用新型所要解決的技術(shù)問題可以通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn):
[0010]—種單晶金剛石螺旋刀的刃口磨削裝置，包括:
[0011]—大理石床身，所述大理石床身的底部安裝有機床調(diào)整腳，所述機床調(diào)整腳將所述大理石床身支撐在底面上；
[0012]通過橫向進(jìn)給直線導(dǎo)軌安裝在所述大理石床身上的橫向進(jìn)給工作臺，所述橫向進(jìn)給工作臺與配置在所述大理石床身上的橫向進(jìn)給工作臺伺服驅(qū)動機構(gòu)驅(qū)動連接，所述橫向進(jìn)給工作臺伺服驅(qū)動機構(gòu)驅(qū)動所述橫向進(jìn)給工作臺沿所述橫向進(jìn)給直線導(dǎo)軌進(jìn)行往復(fù)橫向直線運動實現(xiàn)橫向進(jìn)給；
[0013]安裝在所述橫向進(jìn)給工作臺上的數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺，所述數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺通過其自身攜帶的數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺回轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)驅(qū)動回轉(zhuǎn)，所述數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺上設(shè)置有回轉(zhuǎn)工作臺固定座；
[0014]通過回轉(zhuǎn)夾具軸向進(jìn)給直線導(dǎo)軌安裝在所述回轉(zhuǎn)工作臺固定座上的刀具旋轉(zhuǎn)夾具，所述單晶金剛石螺旋刀裝夾于所述刀具旋轉(zhuǎn)夾具的主軸上，所述刀具旋轉(zhuǎn)夾具通過聯(lián)動的第一伺服電機和第二伺服電機控制，其中第一伺服電機帶動刀具旋轉(zhuǎn)夾具中的主軸旋轉(zhuǎn)，第二伺服電機帶動所述刀具旋轉(zhuǎn)夾具沿所述回轉(zhuǎn)夾具軸向進(jìn)給直線導(dǎo)軌進(jìn)行往復(fù)軸向直線運動；
[0015]固定安裝在所述大理石床身上的主軸座；
[0016]通過主軸座往復(fù)直線運動導(dǎo)軌安裝在所述主軸座上的磨盤主軸托架，所述磨盤主軸托架與配置在大理石床身上的伺服曲柄搖桿機構(gòu)驅(qū)動連接，所述伺服曲柄搖桿機構(gòu)驅(qū)動所述磨盤主軸托架沿所述主軸座往復(fù)直線運動導(dǎo)軌進(jìn)行往復(fù)軸向直線運動；
[0017]通過主軸回轉(zhuǎn)導(dǎo)軌安裝在所述磨盤主軸托架上的主軸套，所述主軸套與配置在所述主軸座和大理石床身上的主軸套上下擺動驅(qū)動機構(gòu)驅(qū)動連接，所述主軸套上下擺動驅(qū)動機構(gòu)驅(qū)動所述主軸套沿所述主軸回轉(zhuǎn)導(dǎo)軌進(jìn)行上下擺動；
[0018]配置在所述磨盤主軸托架兩側(cè)上的若干主軸套鎖緊機構(gòu)，所述主軸套鎖緊機構(gòu)將所述主軸套鎖緊在任意擺動角度上；
[0019]通過空氣軸承套設(shè)在所述主軸套中的空氣靜壓主軸，所述空氣靜壓主軸靠近所述刀具旋轉(zhuǎn)夾具的這一端上安裝有磨盤;所述空氣軸承通過氣管及電磁閥連接壓縮空氣源;所述空氣靜壓主軸通過安裝在所述主軸套上的主軸伺服驅(qū)動機構(gòu)驅(qū)動進(jìn)行圓周回轉(zhuǎn)運動。
[0020]在本實用新型的一個優(yōu)選實施例中，所述單晶金剛石螺旋刀的刃口磨削裝置，還包括:
[0021]安裝在所述磨盤主軸托架頂端上的蝸輪蝸桿驅(qū)動機構(gòu)，所述蝸輪蝸桿驅(qū)動機構(gòu)中的蝸輪輸出端與所述蝸桿的輸入端驅(qū)動連接，所述蝸輪的輸入端配置有一蝸輪操縱手柄；所述蝸桿的輸出端連接一絲桿螺母機構(gòu)；
[0022]與所述絲桿螺母機構(gòu)中的絲母連接的CCD和LED照明橫向進(jìn)給拖板機構(gòu)，所述蝸輪蝸桿驅(qū)動機構(gòu)通過所述絲桿螺母機構(gòu)驅(qū)動所述CCD和LED照明橫向進(jìn)給拖板機構(gòu)進(jìn)行往復(fù)直線軸向運動;所述CCD和LED照明橫向進(jìn)給拖板機構(gòu)包括CCD和LED照明橫向進(jìn)給拖板支架和通過CCD和LED照明橫向進(jìn)給直線導(dǎo)軌配置在所述CCD和LED照明橫向進(jìn)給拖板支架上的CXD和LED照明橫向進(jìn)給拖板以及驅(qū)動所述CCD和LED照明橫向進(jìn)給拖板沿CCD和LED照明橫向進(jìn)給直線導(dǎo)軌進(jìn)行往復(fù)橫向直線運動的CCD和LED照明橫向進(jìn)給拖板驅(qū)動機構(gòu)，所述CCD和LED照明橫向進(jìn)給拖板支架與所述絲桿螺母機構(gòu)中的絲母連接；
[0023]通過CCD和LED照明軸向進(jìn)給直線導(dǎo)軌安裝在所述CCD和LED照明橫向進(jìn)給拖板上的C⑶和LED照明軸向進(jìn)給滑塊；
[0024]與所述C⑶和LED照明軸向進(jìn)給滑塊主動端連接的C⑶和LED照明軸向進(jìn)給千分尺；
[0025]安裝在所述C⑶和LED照明軸向進(jìn)給滑塊從動端上的CCD和LED照明安裝支架，所述CXD和LED照明軸向進(jìn)給千分尺驅(qū)動所述CCD和LED照明軸向進(jìn)給滑塊沿所述CCD和LED照明軸向進(jìn)給直線導(dǎo)軌進(jìn)行軸向直線往復(fù)運動，所述C⑶和LED照明軸向進(jìn)給滑塊帶動CCD和LED照明安裝支架實現(xiàn)軸向進(jìn)給；
[0026]在所述C⑶和LED照明安裝支架上安裝有C⑶攝像頭和LED照明燈。
[0027]在本實用新型的一個優(yōu)選實施例中，所述單晶金剛石螺旋刀的刃口磨削裝置，還包括:
[0028]安裝在所述大理石床身上的人機對話操作裝置，所述人機對話操作裝置與所述橫向進(jìn)給工作臺伺服驅(qū)動機構(gòu)、數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺回轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)、伺服曲柄搖桿機構(gòu)、電磁閥、主軸伺服驅(qū)動機構(gòu)、C⑶攝像頭和LED照明燈控制連接；
[0029]安裝在地面上的電器開關(guān)柜，所述電器開關(guān)柜給所述橫向進(jìn)給工作臺伺服驅(qū)動機構(gòu)、數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺回轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)、伺服曲柄搖桿機構(gòu)、電磁閥、主軸伺服驅(qū)動機構(gòu)、CCD攝像頭和LED照明燈以及人機對話操作裝置供電。
[0030]在本實用新型的一個優(yōu)選實施例中，還包括設(shè)置在所述大理石床身上的手動橫向進(jìn)給工作臺驅(qū)動機構(gòu)和手動橫向進(jìn)給工作臺限位機構(gòu)，所述手動橫向進(jìn)給工作臺驅(qū)動機構(gòu)與所述橫向進(jìn)給工作臺驅(qū)動連接，驅(qū)動所述橫向進(jìn)給工作臺沿所述橫向進(jìn)給直線導(dǎo)軌進(jìn)行往復(fù)橫向直線運動實現(xiàn)手動進(jìn)給;所述手動橫向進(jìn)給工作臺限位機構(gòu)與橫向進(jìn)給工作臺連接，所述手動橫向進(jìn)給工作臺限位機構(gòu)限制所述橫向進(jìn)給工作臺手動橫向進(jìn)給位置。
[0031]在本實用新型的一個優(yōu)選實施例中，在所述磨盤主軸托架上配置有用以顯示所述主軸套上下擺動角度的主軸套后角角度標(biāo)尺。
[0032]在本實用新型的一個優(yōu)選實施例中，所述主軸套還通過伸縮支撐桿與所述主軸座連接。
[0033]在本實用新型的一個優(yōu)選實施例中，所述磨盤為鑄鐵磨盤或鋼質(zhì)磨盤。
[0034]在本實用新型的一個優(yōu)選實施例中，所述鑄鐵磨盤的磨削面的跳動不大于0.5μπι，平面度小于2μπι。
[0035]在本實用新型的一個優(yōu)選實施中，在所述鑄鐵磨盤的磨削面涂覆有一層磨削層。
[0036]在本實用新型的一個優(yōu)選實施例中，所述鋼質(zhì)磨盤的磨削面粗糙度為Ra<0.05μm，磨削面的平面度小于2μηι，磨削面的跳動不大于0.5μηι，磨削面的硬度為55?66HRC。
[0037]在本實用新型的一個優(yōu)選實施例中，所述鋼質(zhì)磨盤的直徑為60?80mm，磨削面的寬度為2?3_，不平衡量小于0.0lg.mm。
[0038]在本實用新型的一個優(yōu)選實施例中，在所述大理石床身四周的地面上開設(shè)有一圈防震溝。
[0039]在本實用新型的一個優(yōu)選實施例中，在所述大理石床身中設(shè)置有配重室，所述配重室上設(shè)置有配重室門，在所述配重室內(nèi)放置有配重。
[0040]采用本實用新型的單晶金剛石螺旋刀的刃口磨削裝置研磨單晶金剛石的螺旋刃口，每秒可磨去40?200個原子層，能得到極好的效果，金剛石刃口后刀面的表面粗糙度Ra< 8?1nm,刀刃非常鋒利，用STM(Scanning Tunnelling Microscope)掃描隧道顯微鏡檢測刀刃的鈍圓半徑P < 0.2μηι，刃口至少在600?1000倍顯微鏡下檢測無鋸齒度缺陷，金剛石的變質(zhì)層較淺，用X光衍射分析儀測得的數(shù)據(jù)，一般不大于10?20nm，刀具使用壽命較長。
【附圖說明】
[0041]圖1為本實用新型單晶金剛石螺旋刀的刃口磨削裝置結(jié)構(gòu)的主視圖。
[0042]圖2為本實用新型單晶金剛石螺旋刀的刃口磨削裝置結(jié)構(gòu)的俯視圖。
[0043]圖3為本實用新型單晶金剛石