一种单晶金刚石螺旋刀的刃口磨削装置的制造方法_2

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螺旋刀的刃口磨削装置结构的侧视图。
【具体实施方式】
[0044]下面【具体实施方式】中所称的横向为垂直于纸面方向,轴向为平行于纸面的宽度方向,上下方向平行于纸面的长度方向。
[0045]参见图1至图3所示的单晶金刚石螺旋刀的刃口磨削装置,包括一个大理石床身100,大理石床身100的底部安装有若干机床调整脚110,这些机床调整脚110将大理石床身100支撑在底面200上。
[0046]为了增加大理石床身100的重量,减少震动,在大理石床身100中设置有配重室(图中未示出),配重室上设置有配重室门120,在配重室内放置有配重(图中未示出)。
[0047]为了减少大理石床身100的震动,在大理石床身100四周的地面200上开设有一圈宽60cm,深度不低于10cm的防震沟210 ο
[0048]在大理石床身100的台面上通过横向进给直线导轨310安装有一横向进给工作台300,横向进给工作台300与配置在大理石床身100上的横向进给工作台伺服驱动机构(图中未示出)驱动连接和手动横向进给工作台驱动机构320,横向进给工作台伺服驱动机构驱动横向进给工作台300沿横向进给直线导轨310进行往复横向直线运动实现自动横向进给即单晶金刚石螺旋刀600的自动径向进给。手动横向进给工作台驱动机构320驱动沿横向进给直线导轨310进行往复横向直线运动实现手动进给即单晶金刚石螺旋刀600的手动径向进给;同时横向进给工作台300还通过配置在大理石床身100上的手动横向进给工作台限位机构330连接,手动横向进给工作台限位机构330用以限制横向进给工作台300手动进给的位置。
[0049]在横向进给工作台300的上台面上安装有一数控回转工作台400,数控回转工作台400通过其自身携带的数控回转工作台回转驱动机构(图中未示出)驱动回转,数控回转工作台400上设置有回转工作台固定座410。设置数控回转工作台400的目的主要用于研磨水平圆弧刀刃,如果不需要研磨水平圆弧刀刃,数控回转工作台400不回转。
[0050]本实用新型的单晶金刚石螺旋刀的刃口磨削装置中的刀具旋转夹具500通过回转夹具轴向进给直线导轨510安装在回转工作台固定座410上,单晶金刚石螺旋刀600装夹于刀具旋转夹具500的主轴520的主轴孔中,主轴520的主轴孔是7:24液压锁紧刀柄结构。
[0051]刀具旋转夹具500通过联动两台伺服电机(图中未示出)控制,其中一台伺服电机带动刀具旋转夹具500中的主轴520旋转和分度,这样一条刀刃刃磨结束后,自动分度刃磨下一条刀刃;另一台伺服电机带动刀具旋转夹具500沿回转夹具轴向进给直线导轨510进行往复轴向直线运动。这二个运动合成为单晶金刚石螺旋刀600的螺旋运动,单晶金刚石螺旋刀600的螺旋运动与磨盘800的摆动相配合。
[0052]本实用新型的单晶金刚石螺旋刀的刃口磨削装置中的主轴座700固定安装在大理石床身100的工作面上,位于横向进给工作台300的后侧。在主轴座700的台面上通过主轴座往复直线运动导轨710安装有一磨盘主轴托架720,磨盘主轴托架720与配置在大理石床身100上的伺服曲柄摇杆机构730驱动连接,伺服曲柄摇杆机构730驱动磨盘主轴托架720沿主轴座往复直线运动导轨710进行往复轴向直线运动。这样磨盘800的左右摆动是靠伺服曲柄摇杆机构730中的伺服电机带动曲柄偏心结构牵动拉杆,拉杆带动磨盘主轴托架720沿主轴座往复直线运动导轨710往复直线运动,摆幅(即往复的距离)由曲柄的偏心量控制,一般往复的最大距离不大于1mm;摆动的速度根据粗磨、精磨和超精研磨要求的不同,由伺服电机控制。
[0053]在磨盘主轴托架720上通过主轴回转导轨740安装有一主轴套750,主轴套750与配置在主轴座700和大理石床身100上的主轴套上下摆动驱动机构760驱动连接,主轴套上下摆动驱动机构760驱动主轴套750沿主轴回转导轨740进行上下摆动;为了便于观察主轴套750的上下摆动角度,在磨盘主轴托架720上配置有用以显示主轴套750上下摆动角度的主轴套后角角度标尺770。为了能将主轴套750锁定在任一上下摆动角度位置上,在磨盘主轴托架720两侧上设置有若干主轴套锁紧机构780,主轴套锁紧机构780将主轴套750锁紧在任意摆动角度上;松开主轴套锁紧机构780,主轴套上下摆动驱动机构760就能够重新驱动主轴套750沿主轴回转导轨740进行上下摆动。
[0054]在主轴套750中通过空气轴承(图中未示出)安装有一空气静压主轴790,在空气静压主轴790靠近刀具旋转夹具500的这一端上安装有磨盘800,空气轴承通过气管791及电磁阀连接压缩空气源;空气静压主轴790通过安装在主轴套750上的主轴伺服驱动机构(图中未示出)驱动进行圆周回转运动,这样空气静压主轴790在高速旋转时能自动浮起,使得磨盘800的端面跳动不大于0.2μπι,轴向跳动不大于0.5μπι。为了较为的支撑主轴套750,主轴套750还通过伸缩支撑杆751与主轴座700连接。
[0055]在粗磨和精磨时,磨盘800采用铸铁磨盘,铸铁磨盘的磨削面的跳动不大于0.5μπι,平面度小于2μπι。另外在铸铁磨盘的磨削面涂覆有一层磨削层,磨削层由橄榄油和WlO?W20级金刚石微粉调制成的磨料涂覆而成。精磨时的磨削层由橄榄油和更细的金刚石微粉调制成的磨料涂覆而成。
[0056]由于钢比铸铁的金相结构致密度高,微量研磨时更加平稳,所以超精研磨螺旋刃口时,磨盘800采用高速钢质磨盘,并将少量的超细晶粒金刚石微粉为主的研磨膏极性微量研磨,每次进给量极小,研磨时靠高速钢质磨盘高速旋转与单晶金刚石接触摩擦所产生的热量促使金刚石晶体中的碳原子摆脱自身晶格的约束,扩散到高速钢盘的铁晶体中与碳原子结合,然后通过高速钢质磨盘上的金刚石超细晶粒微粉的光滑研磨,去除金刚石单晶体中残缺的部分晶格,从而实现单晶金刚石螺旋刃口的超微量研磨,并且使螺旋刃口达到原子级的锋利度。
[0057]高速钢质磨盘选用高碳高速钢,锻打后的碳化物偏析不大于3?4级,然后要进行精密加工,经过车、磨、抛光后,高速钢质磨盘的磨削面粗糙度为Ra < 0.05μπι,磨削面的平面度小于2μπι,磨削面的跳动不大于0.5μπι,高速钢质磨盘根据研磨刃口的需要,磨削面的硬度一般在55?66HRC之间选用。高速钢质磨盘的直径为60?80mm,磨削面的宽度为2?3mm,高速钢质磨盘必须经过动平衡,不平衡量小于0.0lg.mm。
[0058]在磨盘主轴托架720的顶端上安装有一蜗轮蜗杆驱动机构900,蜗轮蜗杆驱动机构900中的蜗轮的输出端与蜗杆的输入端驱动连接,蜗轮的输入端配置有一蜗轮操纵手柄910;蜗杆的输出端连接一丝杆螺母机构(图中未示出);丝杆螺母机构中的丝母连接的CCD和LED照明横向进给拖板机构920,蜗轮蜗杆驱动机构920通过丝杆螺母机构驱动CCD和LED照明横向进给拖板机构920进行往复直线轴向运动。
[0059]CXD和LED照明横向进给拖板机构920包括CCD和LED照明横向进给拖板支架921和通过CCD和LED照明横向进给直线导轨922配置在CCD和LED照明横向进给拖板支架921上的CXD和LED照明横向进给拖板923以及驱动CCD和LED照明横向进给拖板923沿CCD和LED照明横向进给直线导轨922进行往复横向直线运动的CCD和LED照明横向进给拖板驱动机构(图中未示出),CCD和LED照明横向进给拖板支架921与所述丝杆螺母机构中的丝母连接。
[0060]在所述CCD和LED照明横向进给拖板923上通过CCD和LED照明轴向进给直线导轨931安装有一 CCD和LED照明轴向进给滑块932;在CCD和LED照明轴向进给滑块923主动端连接有一 C⑶和LED照明轴向进给千分尺930,在CCD和LED照明轴向进给滑块923的从动端上安装有一 CXD和LED照明安装支架940,C⑶和LED照明轴向进给千分尺930驱动C⑶和LED照明轴向进给滑块923沿CCD和LED照明轴向进给直线导轨931进行轴向直线往复运动,CXD和LED照明轴向进给滑块923带动C⑶和LED照明安装支架940实现轴向进给。在CCD和LED照明安装支架940上安装有CXD摄像头941和LED照明灯942。
[0061]为了实现方便操作,在大理石床身100上安装有一人机对话操作装置1000,人机对话操作装置1000与横向进给工作台伺服驱动机构、数控回转工作台回转驱动机构、伺服曲柄摇杆机构、电磁阀、主轴伺服驱动机构、CXD摄像头941和LED照明灯942控制连接;另外在地面200上安装有一电器开关柜1100,电器开关柜1100给横向进给工作台伺服驱动机构、数控回转工作台回转驱动机构、伺服曲柄摇杆机构、电磁阀、主轴伺服驱动机构、CCD摄像头941和LED照明灯942以及人机对话操作装置1000供电。
[0062]本实用新型的单晶金刚石螺旋刀的刃口磨削装置的磨削原理如下:
[0063]磨削前,松开主轴套锁紧机构780,通过主轴套上下摆动驱动机构760驱
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