专利名称：一种多功能微机床的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种特种加工技术领域的机床，尤其涉及一种集微细电火花加工、微细电化学加工、微细超声加工、微细车削加工、微细铣削加工、微细拉削加工于一体的多功能微细加工机床，属于多功能微机床的改造技术。
背景技术：
微细加工在精密模具、航空航天、精密仪器、生物医疗等众多领域具有广泛的应用，目前发展的许多微细加工方法，如微细电火花加工、微细电化学加工、微细超声加工等，这些加工方法一般只能进行一些简单结构的加工，对于复杂结构或者更精细的加工，单个加工方法难以满足加工要求，需要使用多个加工手段来实现对复杂微结构的加工，而对于微加工来说，为了满足加工精度需要一次装夹多次加工，对于单功能微细加工机床难于满足加工要求，对于损耗的电极对微细加工也带来很大的加工误差。
发明内容
本发明的目的在于考虑上述问题而提供一种工件一次装夹、可实现一种或多种复合加工的多功能微机床。本发明设计合理，方便实用。本发明的技术方案是本发明的多功能微机床，包括有微细电火花加工模块、微细电化学加工模块、微细超声加工模块和微细车铣加工模块、光学隔振台和装设在光学隔振台上的旋转平台，光学隔振台上固定有立柱，立柱穿透旋转平台，微细电火花模块、微细电化学模块、微细超声模块和微细车铣模块装设在立柱的周向，微细电火花加工模块包括固定在所述立柱上的电动位移台、固定在微细电火花电动位移台上的微细电火花主轴和固定在旋转平台上、能左右平面移动及上下移动的三位移台，三位移台上设有电火花工作槽；所述微细电化学加工模块包括固定在立柱上的电化学电动位移台、固定在电化学电动位移台上的电化学主轴和固定在旋转平台上、能左右平面移动的电化学二维电动位移台，电化学二维电动位移台上设有电化学工作槽；所述微细超声加工模块包括固定在立柱上的超声电动位移台、固定在超声电动位移台上的微细超声主轴和固定在旋转平台上、能左右平面移动的超声二维电动位移台，超声二维电动位移台上设有超声工作槽，超声工作槽内固定有超声振动台，且超声工作槽装设在与微细超声主轴的下方相对应的位置上；所述微细车铣加工模块包括固定在立柱上的车铣电动位移台、固定在车铣电动位移台上的微细车削主轴和固定在旋转平台上的长行程单向位移台，长行程单向位移台上固定有能左右平面移动的车铣二维电动位移台，车铣二维电动位移台上固定有单向压电微位移平台，单向压电微位移平台上固定有车刀架。上述微细电火花加工模块中还包括有与微细电火花主轴配合的电极放电磨削模块，电极放电磨削模块固定在旋转平台上，电极放电磨削模块包括能左右平面移动的电极放电磨削二维电动位移台、固定在电极放电磨削二维电动位移台上的电极放电磨削工作 槽。
上述电极放电磨削工作槽中设有电极放电磨削走丝机构和反拷块。上述光学隔振台上还装设有用于在线检测和测量的视频显微仪，视频显微仪放置在光学隔振台上。本发明由于米用将微细电火花模块、微细电化学模块、微细超声模块和微细车统模块设于所述固定在光学隔振台的立柱上的结构，所述立柱穿透设于光学隔振台上的旋转平台；旋转平台固定在隔振台上，隔振台提高隔振效果，在超载偏重的实验条件下，瞬间达到初始平衡系统；旋转平台在隔振台上可绕立柱360°旋转。每个模块能够进行单独的加工，也可以随着旋转平台的转动进行复合加工。本发明多功能微机床通过转盘的转动，可以实现微细电火花、微细电化学、微细超声、微细车削、微细铣削、微细拉削等复合加工，加工结构复杂的微细零部件，当工具电极出现磨损时还能实现工具电极的在线修整，确保加工精度。本发明是一种设计巧妙，性能优良，方便实用的可以实现微细电火花加工、微细电化学加工、微细超声加工、微车削加工、微铣削加工、微拉削加工中的一种加工或多种复合加工的多功能微机床。
图I为本发明实施例的立体结构示意图。图2为本发明实施例的立体结构示意图。图3为图I所示多功能微机床的俯视结构示意图。图4为本发明实施例的使用状态的结构示意图。图5为本发明实施例的另一种使用状态的结构示意图。图6为本发明实施例的另一种使用状态的结构示意图。图7为本发明实施例的另一种使用状态的结构示意图。
具体实施例方式实施例
本发明的结构示意图如图1、2、3、4所示，本发明的多功能微机床，包括有微细电火花加工模块、微细电化学加工模块、微细超声加工模块和微细车铣加工模块、光学隔振台10和装设在光学隔振台10上的旋转平台11，光学隔振台10上固定有立柱13，立柱13穿透旋转平台11，微细电火花模块、微细电化学模块、微细超声模块和微细车铣模块装设在立柱13的周向，微细电火花加工模块包括固定在所述立柱13上的电动位移台32、固定在微细电火花电动位移台32上的微细电火花主轴31和固定在旋转平台11上、能左右平面移动及上下移动的三位移台34，三位移台34上设有电火花工作槽33 ;所述微细电化学加工模块包括固定在立柱13上的电化学电动位移台42、固定在电化学电动位移台42上的电化学主轴41和固定在旋转平台11上、能左右平面移动的电化学二维电动位移台44，电化学二维电动位移台44上设有电化学工作槽43 ;所述微细超声加工模块包括固定在立柱13上的超声电动位移台22、固定在超声电动位移台22上的微细超声主轴21和固定在旋转平台11上、能左右平面移动的超声二维电动位移台25，超声二维电动位移台25上设有超声工作槽23，超声工作槽23内固定有超声振动台24，且超声工作槽23装设在与微细超声主轴21的下方相对应的位置上；所述微细车铣加工模块包括固定在立柱13上的车铣电动位移台52、固定在车铣电动位移台52上的微细车削主轴51和固定在旋转平台11上的长行程单向位移台56，长行程单向位移台56上固定有能左右平面移动的车铣二维电动位移台55，车铣二维电动位移台55上固定有单向压电微位移平台54，单向压电微位移平台54上固定有车刀架53。上述微细电火花加工模块中还包括有与微细电火花主轴31配合的电极放电磨削模块60，电极放电磨削模块60固定在旋转平台11上，电极放电磨削模块60包括能左右平面移动的电极放电磨削二维电动位移台63、固定在电极放电磨削二维电动位移台63上的电极放电磨削工作槽62。上述电极放电磨削工作槽62中设有电极放电磨削走丝机构61和反拷块64。本实施例中，上述光学隔振台10上还装设有用于在线检测和测量的视频显微仪12，视频显微仪12放置在光学隔振台10上。 本发明的工作原理如下如图1、2、3、4所示，微细电火花加工时，微细电火花主轴31在微细电火花电动位移台32上可以Z向运动，微细电火花主轴31下面对应三位移台34，三位移台34可以实现XYZ三个方向的运动，微细电火花加工工作槽33固定在三位移台34上，工件固定在电火花工作槽33内，微细电火花主轴31的Z向下降与三位移台34的XY向平动配合对刀；实施数控电火花加工运动；加工结束，微细电火花主轴31Z轴抬刀。以上加工过程通过视频显微仪12实现在线测量和检测。当微细电火花工具头出现磨损时，微细电火花主轴31的Z轴抬刀，旋转平台11逆时针旋转135°，微细电火花主轴31和电极放电磨削模块60配合，电极放电磨削工作槽62固定在电极放电磨削二维电动位移台63上，电极放电磨削走丝机构61和反拷块64放置在电极放电磨削工作槽62内。微细电火花主轴31的Z向下降与电极放电磨削二维电动位移台62的XY平动对刀；实施数控电极放电磨削加工，加工过程通过视频显微仪12实现在线测量和检测，加工结束，微细电火花主轴31抬刀，旋转平台11顺时针旋转135°，可以接着进行微细电火花加工，避免了二次装夹工具电极带来的加工误差。如图1、2、3、5所示，微细车削加工时，微细车削主轴51在车铣电动位移台52上可以Z向运动，微细车削主轴51下面对应车刀架53，车刀架53固定在单向压电微位移平台54上，单向压电微位移平台54固定在车铣二维电动位移台55上，微细车削主轴51上装夹工件，微细车削主轴51的Z向下降与车铣二维电动位移台55的XY向平动配合对刀；然后通过单向压电微位移平台54径向进给，实施数控微细车削加工；加工结束，微细车削主轴51Z向抬刀，车铣二维电动位移台55的XY向后退，加工过程通过视频显微仪12实现在线测量和检测。微细拉削时，车刀架53上装夹车刀，车刀架53固定在单向压电微位移平台54上，单向压电微位移平台54固定在车铣二维电动位移台55上，车铣二维电动位移台55固定在长行程单向位移台56上，车刀架53在长行程单向位移台56上移动到与三位移台34相对，工件装夹在三位移台34上，三位移台34XYZ向运动对刀；实施数控拉削加工运动，加工结束，三位移台34的XYZ向退刀；加工过程通过视频显微仪12实现在线测量和检测。微细铣削加工时，旋转平台11逆时针45°转动，微细车削主轴51下面对应着三位移台34，微细车削主轴51装夹铣刀，工件固定在三位移台34上，微细车削主轴51的Z向下降与三位移台34XYZ向平动配合对刀；然后通过三位移台34进给，实施数控微细铣削加工；加工结束，微细车削主轴51的Z向抬刀，旋转平台11顺时针45°归位，加工过程通过视频显微仪12实现在线测量和检测。当微细铣削工具头出现磨损时，微细电火花主轴31的Z轴抬刀，旋转平台11逆时针旋转135°，微细电火花主轴31和电极放电磨削模块60配合，实施数控电极放电磨削加工，加工过程通过视频显微仪12实现在线测量和检测，加工结束，微细电火花主轴31抬刀，旋转平台11顺时针旋转135°，可以接着进行微细铣削加工，避免了二次装夹工具电极带来的加工误差。如图1、2、3、6所示，微细电化学加工时，电化学主轴41在电化学电动位移台42上可以Z向运动，电化学主轴41下面对应着电化学工作槽43，电化学工作槽43固定在电化学二维电动位移台44上，电化学主轴41上装夹工具电极，工件固定在电化学工作槽43内，电化学主轴41的Z向下降与电化学二维电动位移台44XY向平动对刀；然后通过电化学二维电动位移台44的XY进给，实施数控微细电化学加工；加工结束，电化学主轴41的Z向抬刀，加工过程通过视频显微仪12实现在线测量和检测。当微细电化学工具头出现磨损时，电化学主轴41Z轴抬刀，旋转平台11逆时针旋转45°，电化学主轴41和电极放电磨削模块60配合，实施数控电极放电磨削加工，加工过程通过视频显微仪实现在线测量和检测，加工结束，电化学主轴41抬刀，旋转平台11顺时针旋转45 °，可以接着进行微细电化学加工，避免了二次装夹工具电极带来的加工误差。 如图1、2、3、7所示，微细超声加工时，微细超声主轴21在超声电动位移台22上可以Z向运动，微细超声主轴21下面对应着超声工作槽23，超声振动台24固定在超声工作槽23内，整个工作台固定在超声二维电动位移台25上，微细超声主轴21装夹工具头，工件固定在超声工作槽23内，微细超声主轴21Z向下降与超声二维电动位移台25XY向平动对刀；然后通过超声二维电动位移台25XY的进给，实施数控微细超声加工；加工结束，微细超声主轴21Z向抬刀，加工过程通过视频显微仪12实现在线测量和检测。当微细超声工具头出现磨损时，微细超声主轴21Z轴抬刀，旋转平台11顺时针旋转45°，微细超声主轴21和电极放电磨削模块60配合，实施数控电极放电磨削加工，加工过程通过视频显微仪12实现在线测量和检测，加工结束，微细超声主轴21抬刀，旋转平台11逆时针旋转45°，可以接着进行微细超声加工，避免了二次装夹工具电极带来的加工误差。
权利要求
1.一种多功能微机床,其特征在于包括有微细电火花加工模块、微细电化学加工模块、微细超声加工模块和微细车铣加工模块、光学隔振台(10)和装设在光学隔振台(10)上的旋转平台(11 )，光学隔振台(10)上固定有立柱(13)，立柱(13)穿透旋转平台(11 )，微细电火花模块、微细电化学模块、微细超声模块和微细车铣模块装设在立柱的周向，微细电火花加工模块包括固定在所述立柱(13)上的电动位移台(32)、固定在微细电火花电动位移台(32)上的微细电火花主轴(31)和固定在旋转平台(11)上、能左右平面移动及上下移动的三位移台(34)，三位移台(34)上设有电火花工作槽(33);所述微细电化学加工模块包括固定在立柱(13)上的电化学电动位移台(42)、固定在电化学电动位移台(42)上的电化学主轴(41)和固定在旋转平台(11)上、能左右平面移动的电化学二维电动位移台(44 )，电化学二维电动位移台(44)上设有电化学工作槽(43);所述微细超声加工模块包括固定在立柱(13)上的超声电动位移台(22)、固定在超声电动位移台(22)上的微细超声主轴(21)和固定在旋转平台(11)上、能左右平面移动的超声二维电动位移台(25 )，超声二维电动位移台(25)上设有超声工作槽(23)，超声工作槽(23)内固定有超声振动台(24)，且超声工作槽(23)装设在与微细超声主轴(21)的下方相对应的位置上；所述微细车铣加工模块包括固定在立柱(13)上的车铣电动位移台(52)、固定在车铣电动位移台(52)上的微细车削主轴(51)和固定在旋转平台(11)上的长行程单向位移台(56)，长行程单向位移台(56)上固定有能左右平面移动的车铣二维电动位移台(55)，车铣二维电动位移台(55)上固定有单向压电微位移平台(54)，单向压电微位移平台(54)上固定有车刀架(53)。
2.根据权利要求I所述的多功能微机床，其特征在于上述微细电火花加工模块中还包括有与微细电火花主轴(31)配合的电极放电磨削模块(60),电极放电磨削模块(60)固定在旋转平台(11)上，电极放电磨削模块(60)包括能左右平面移动的电极放电磨削二维电动位移台(62)、固定在电极放电磨削二维电动位移台(63)上的电极放电磨削工作槽(63)。
3.根据权利要求I所述的多功能微机床，其特征在于上述电极放电磨削工作槽(62)中设有电极放电磨削走丝机构(61)和反拷块(64)。
4.根据权利要求I所述的多功能微机床，其特征在于上述光学隔振台(10)上还装设有用于在线检测和测量的视频显微仪(12)，视频显微仪(12)放置在光学隔振台(10)上。
全文摘要
本发明是一种多功能微机床。包括微细电火花加工模块、微细电化学加工模块、微细超声加工模块和微细车铣加工模块、光学隔振台和装设在光学隔振台上的旋转平台，光学隔振台上固定有立柱，立柱穿透旋转平台，微细电火花模块、微细电化学模块、微细超声模块和微细车铣模块装设在立柱的周向。本发明通过转盘的转动，可实现微细电火花、微细电化学、微细超声、微细车削、微细铣削、微细拉削等复合加工，加工结构复杂的微细零部件，当工具电极出现磨损时还能实现工具电极的在线修整，确保加工精度。本发明可实现微细电火花加工、微细电化学加工、微细超声加工、微车削加工、微铣削加工、微拉削加工中的一种加工或多种复合加工，本发明设计巧妙，方便实用。
文档编号B23Q17/00GK102699773SQ201210173029
公开日2012年10月3日 申请日期2012年5月30日 优先权日2012年5月30日
发明者刘国跃, 唐勇军, 张永俊, 李文博, 李远波, 王贺宾, 罗红平, 连海山, 郭帅, 郭钟宁 申请人:广东工业大学