换能器相连；所述均力弹簧组由一根均力拉簧17和三根均力压簧16组成。所述均力压簧16左端顶于所述工具针三维调节装置，右端顶于所述导轨的安装件上。所述均力拉簧17左端连接于所述工具针三维调节装置，右端连接于所述导轨的安装件上。
[0020]在测量校正装置包括CXD摄像头11和CRT屏幕9。其中，CXD摄像头11可通过模具旋转装置8和模具微调装置7中的通孔直接观察加工区域，将模具加工区域的图像光学传输至CRT屏幕9，从而大大简化了在线测量\校正装置的结构，提高了设备工作的稳定性。CRT屏幕9接收到CXD摄像头11传输的图像后可以通过软件对图像放大100倍到500倍不等，然后在CRT屏幕9上显示。在CRT屏幕9的中心设置有十字叉丝10，十字叉丝10在CRT屏幕9上的位置可以移动。将十字叉丝10通过系统在CRT屏幕9上调至与模具旋转装置8的旋转中心重合的位置并固定，以此作为调中工作的基准。
[0021]为了更清楚地说明本发明实施例的使用原理，在此结合该机床对金刚石微孔拉丝模的加工过程进行详细的说明。利用图1所示的超声加工机床对金刚石微孔拉丝模进行抛光，主要包括模具安装和对模具进行抛光两个过程。其中，在安装模具的过程中，主要操作为加工中心的找准，分为工具针6调中和模具调中两个过程。对该方法的具体说明如下:
步骤1，以模具旋转装置8的旋转中心确定调中工作的基准。将测量校正装置聚焦于模具旋转装置8。通过调整十字叉丝10在CRT屏幕9上的位置，使之与模具旋转装置8的旋转中心重合；固定十字叉丝10的位置，并以此作为调中工作的基准。
[0022]步骤2，调节工具针6的位置，使工具针6的针尖与模具旋转装置8的旋转中心重合。将工具针6装于变幅杆5上；用工具针三维调节装置2将工具针6的针尖移至加工区；利用CRT屏幕9上显示的图像继续调整，令工具针6的针尖与十字叉丝10的中心重合；向左调节工具针三维调节装置2，结束工具针6的调心。
[0023]步骤3，调节金刚石微孔拉丝模的位置，使模具的内孔中心与模具旋转装置8的旋转中心重合。把待加工的金刚石微孔拉丝模装夹于模具微调装置7中，将CXD摄像头11聚焦于金刚石微孔拉丝模表面。用CRT屏幕9显示金刚石微孔拉丝模加工区域的图像；分别调整模具微调装置7上的两个螺纹顶杆，使模具内孔中心与十字叉丝10的中心重合，从而结束模具调心。
[0024]步骤4，通过向右调节工具针6至合适位置来调整加工压力。旋转工具针三维调节装置2中的长度方向位置调节手柄20，向右移动工具针6，使针尖顶入模具内孔。
[0025]步骤5，启动旋转电机12和超声换能器4，开始抛光过程。在模具内孔加入磨料，开动旋转电机12使模具旋转装置8转动，开启超声换能器4进行抛光加工。
[0026]在加工过程中，根据加工状况每隔5到10分钟后对模具进行检验，如果达到质量要求结束加工，否则需要重复上述程序继续加工，直至达到质量要求。
[0027]综上所述，本发明提供了一种借助在线测量\校正装置对加工区域进行调心的超声加工装置。利用该超声加工装置，可以对硬脆性材料进行微孔加工。在加工之前，通过在线测量\校正装置观察工具针和模具中心区域并进行放大，来实现对加工中心的找准，并通过加工压力的合理调节，进一步避免了微孔加工过程中频繁折针的问题，尤其适用于对孔径< 0.03mm的金刚石微孔拉丝模的加工。
【主权项】
1.一种具有在线测量功能的微孔超声加工机床，包括机床底座(I)、安装于机床底座前部的工具针三维调节装置(2)、由工具针三维调节装置(2)调节其位置的超声加工组件、安装在机床底座中部的模具旋转装置(8)和用于驱动模具旋转装置的旋转电机(12);其特征是:所述模具旋转装置(8)上安装有能够调节模具位置的模具微调装置(7);所述超声加工组件包括有依次连接的超声换能器(4)、变幅杆(5)和工具针(6);所述工具针三维调节装置上连接能够调节超声加工工作压力的压力调节装置(3);在机床底座后部安装有独立于机床底座的能够拍摄、测量加工区域的测量校正装置。2.根据权利要求1所述的具有在线测量功能的微孔超声加工机床，其特征是:所述在线测量校正装置包括能够拍摄加工区域影像的CCD摄像头(11)和与CCD摄像头信号连接的CRT屏幕(9);所述CCD摄像头能够通过设置在模具旋转装置和模具微调装置中间的通孔直接观察加工区域；所述CRT屏幕上设有可调节位置的十字叉丝(10)。3.根据权利要求1所述的具有在线测量功能的微孔超声加工机床，其特征是:所述工具针三维调节装置包括粗调机构和微调机构两级调节机构；所述粗调机构包括长度方向位移台，所述微调机构由两个平移台和一个升降台组成。4.根据权利要求1所述的具有在线测量功能的微孔超声加工机床，其特征是:所述模具微调装置包括有模具微调装置底座和均匀分布于所述调模具微调装置底座的一个弹簧顶杆和两个螺纹顶杆。5.根据权利要求1所述的具有在线测量功能的微孔超声加工机床，其特征是:所述工作压力调节装置包括均力弹簧组和由动导轨(15)和定导轨(14)组成的交叉滚子导轨副；所述定导轨固定于所述工具针三维调节装置上，所述动导轨与换能器相连；所述均力弹簧组由一根均力拉簧和三根均力压簧组成；所述均力压簧前端顶于所述工具针三维调节装置，后端顶于所述动导轨的安装件上；所述拉簧前端连接于所述工具针三维调节装置，后端连接于所述动导轨的安装件上。6.根据权利要求1所述的具有在线测量功能的微孔超声加工机床，其特征是:本发明的机床还包括固定于所述CCD摄像头上的照明装置，所述照明装置聚焦于加工区域。
【专利摘要】本发明涉及一种具有在线测量功能的微孔超声加工机床。它包括机床底座、安装于机床底座前部的工具针三维调节装置、由工具针三维调节装置调节其位置的超声加工组件、安装在机床底座中部的模具旋转装置和用于驱动模具旋转装置的旋转电机；模具旋转装置上安装有能够调节模具位置的模具微调装置；超声加工组件包括有依次连接的超声换能器、变幅杆和工具针；工具针三维调节装置上连接能够调节超声加工工作压力的压力调节装置；在机床底座后部安装有独立于机床底座的能够拍摄、测量加工区域的测量校正装置。本发明能够对微孔加工过程进行在线测量，并且结构简单、操作方便、加工精度高。
【IPC分类】B24B49/10, B24B49/02, B24B1/04
【公开号】CN104889830
【申请号】CN201510289892
【发明人】张勤俭, 赵路明
【申请人】北京交通大学长三角研究院
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年5月29日