一種用于面向微結構超精密機械加工的工裝裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種工裝裝置，特別涉及一種用于面向微結構超精密機械加工的
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【背景技術】
[0002]高精度微結構表面是能夠實現光學、機械、物理、生物等特定功能的微小結構性表面。通常對于高精度微米級線性三維微結構的制造方法主要為MEMS技術和能量輔助加工技術;但是上述技術存在加工精度差、生產效率低、制造成本高的問題；同時受被加工基板材料的限制，無法加工新型聚合物、金屬合金等高性能新材料，而超精密機械加工技術能彌補上述技術的不足。
[0003]在機械加工結構尺寸ΙΟμπι以下的微結構前，需要獲取高精度的工件表面;然后，完成IMi以下精度的對刀;在工藝初期，需要了解切削過程中的力學信號變化規(guī)律，所以需要在加工過程中采用高敏感度傳感器進行監(jiān)測，為保證加工精度，切平工件表面、對刀、切削監(jiān)測整個過程要求工裝不能拆卸。
【實用新型內容】
[0004]本實用新型要解決的技術問題是提供一種用于面向微結構超精密機械加工的工裝裝置。該工裝裝置安裝方便快捷，成本低，避免了加工中對工件的二次拆卸，并實現了對超精密對刀及加工過程中信號進行監(jiān)測的功能，保證了加工精度。
[0005]為解決上述技術問題，本實用新型采用下述技術方案:
[0006]—種用于面向微結構超精密機械加工的工裝裝置，所述工裝裝置包括工件安裝盤和用于與機床主軸連接固定的過渡盤；
[0007]在所述工件安裝盤上開設有與所述工件安裝盤呈同軸設置的用于放置傳感器的通孔；
[0008]所述工件安裝盤通過安裝架固定設置在所述過渡盤上。
[0009]進一步的，所述工裝裝置還包括傳感器，該傳感器為高靈敏度聲發(fā)射傳感器。高靈敏度聲發(fā)射傳感器可以檢測到物體因為應力應變變化而產生的聲發(fā)射信號。
[0010]進一步的，所述傳感器通過固定板固定設置在所述通孔內。
[0011]進一步的，所述過渡盤的一側端面用于與機床主軸上的真空吸盤連接固定，所述工件安裝盤通過安裝架固定設置在所述過渡盤的另一側端面上。
[0012]進一步的，所述過渡盤的材料為鋁。過渡盤選用鋁制材料，其剛度滿足加工精度要求，同時密度較小，方便調整整個工裝的動平衡，且鋁材加工性較高，加工成本低。
[0013]進一步的，所述工件安裝盤與所述安裝架呈一體結構設置。
[0014]進一步的，所述工件安裝盤和過渡盤呈同軸設置。
[0015]進一步的，所述工件安裝盤、過渡盤和傳感器呈同軸設置。
[0016]進一步的，所述工件安裝盤、過渡盤、傳感器和固定板呈同軸設置。
[0017]本實用新型的工作原理如下:
[0018]將要加工的工件膠接在工件安裝盤的中心位置，將所述工件安裝盤通過安裝架固定設置在所述過渡盤上;安裝架與過渡盤之間通過螺釘固定，再將過渡盤與機床空氣主軸上的真空吸盤固定，且保證工件、工件安裝盤和過渡盤呈同軸設置；調整動平衡后，車削工件端面，達到對工件表面粗糙度及平面度要求。
[0019]達到上述要求后，將傳感器通過固定板固定設置在工件安裝盤上的通孔內，且保證工件、工件安裝盤、過渡盤和固定板呈同軸設置;并完成超精密對刀過程，之后通過調整傳感器的靈敏度，即可監(jiān)測切削過程中的物理信號，在刀具對工件進行切削時，工件因應力應變的變化而產生聲發(fā)射信號，該信號向工件表面?zhèn)鞑?，被傳感器采集，并轉化為電信號，如電壓值，并通過計算機顯示器顯示。
[0020]本實用新型通過將工件、工件安裝盤、過渡盤、機床主軸空氣吸盤順序連接，首先，將待加工工件端面超精密車削平整，滿足后續(xù)加工要求后，不需要將工件拆卸，而只需在工件安裝盤的通孔內安裝傳感器，并用固定板固定，即避免了二次裝卸帶來的誤差，之后基于傳感器即可完成超精密對刀及切削過程的監(jiān)測。本實用新型整體結構簡單，成本低，操作方便，結構柔性好，且加工精度高，保證了超精密機械加工微結構的加工精度。
【附圖說明】
[0021 ]圖1為本實用新型的整體結構示意圖。
[0022]圖2為本實用新型與機床主軸上的真空吸盤之間的配合結構截面示意圖。
【具體實施方式】
[0023]下面結合【附圖說明】本實用新型的【具體實施方式】。
[0024]如圖1、2所示，一種用于面向微結構超精密機械加工的工裝裝置，所述工裝裝置包括高靈敏度聲發(fā)射傳感器1、工件安裝盤2和用于與機床主軸連接固定的過渡盤3;所述過渡盤3的材料為鋁。在所述工件安裝盤2的軸向上開設有用于放置高靈敏度聲發(fā)射傳感器I的通孔21，所述高靈敏度聲發(fā)射傳感器3通過固定板4固定設置在所述通孔21內，且保證高靈敏度聲發(fā)射傳感器I在接受到的信號后，可將信號通過高靈敏度聲發(fā)射傳感器信號線傳到計算機。
[0025]進一步的，所述過渡盤3的一側端面與機床主軸上的真空吸盤6連接固定，所述工件安裝盤2通過安裝架5固定設置在所述過渡盤3的另一側端面上，且所述工件安裝盤2、過渡盤3、高靈敏度聲發(fā)射傳感器I和固定板4呈同軸設置。
[0026]作為進一步改進的實施例，所述工件安裝盤2與所述安裝架5呈一體結構設置。
[0027]在實際應用中，首先將待加工的工件7與件安裝盤2通過膠水固定，然后通過螺釘將安裝架5與過渡盤3連接固定，并將過渡盤3與機床主軸上的真空吸盤6固定。
[0028]在加工中先通過機床主軸的旋轉，調整待加工的工件7與所述工裝裝置的動平衡，在滿足要求后，用車削刀具對工件7表面進行超精密車削，使工件7表面滿足后續(xù)微結構加工所要求的高質量表面粗糙度及平面度。
[0029]停止機床主軸的旋轉，調整工件7固定在恰當位置(即加工操作位置)，使用固定板4將高靈敏度聲發(fā)射傳感器I安裝至工件安裝盤2上的通孔21內，且高靈敏度聲發(fā)射傳感器I的檢測端與待加工的工件7底部直接接觸，為保證充分接觸可涂抹少量凡士林，凡士林用于減少聲發(fā)射信號從工件傳輸到傳感器表面過程中的損失，保證了對刀精度;之后移動微結構加工刀具，并結合計算機中的信號進行超精密對刀;在完成超精密對刀后，進行超精密機械加工微結構，并通過計算機中監(jiān)測到的物理信號監(jiān)控加工過程。
[0030]本文中所采用的描述方位的詞語“上”、“下”、“左”、“右”等均是為了說明的方便基于附圖中圖面所示的方位而言的，在實際裝置中這些方位可能由于裝置的擺放方式而有所不同。
[0031]綜上所述，本實用新型所述的實施方式僅提供一種最佳的實施方式，本實用新型的技術內容及技術特點已揭示如上，然而熟悉本項技術的人士仍可能基于本實用新型所揭示的內容而作各種不背離本發(fā)明創(chuàng)作精神的替換及修飾；因此，本實用新型的保護范圍不限于實施例所揭示的技術內容，故凡依本實用新型的形狀、構造及原理所做的等效變化，均涵蓋在本實用新型的保護范圍內。
【主權項】
1.一種用于面向微結構超精密機械加工的工裝裝置，其特征在于:所述工裝裝置包括工件安裝盤和用于與機床主軸連接固定的過渡盤； 在所述工件安裝盤上開設有與所述工件安裝盤呈同軸設置的用于放置傳感器的通孔； 所述工件安裝盤通過安裝架固定設置在所述過渡盤上。2.根據權利要求1所述的一種用于面向微結構超精密機械加工的工裝裝置，其特征在于:所述工裝裝置還包括傳感器，該傳感器為高靈敏度聲發(fā)射傳感器。3.根據權利要求2所述的一種用于面向微結構超精密機械加工的工裝裝置，其特征在于:所述傳感器通過固定板固定設置在所述通孔內。4.根據權利要求1所述的一種用于面向微結構超精密機械加工的工裝裝置，其特征在于:所述過渡盤的一側端面用于與機床主軸上的真空吸盤連接固定，所述工件安裝盤通過安裝架固定設置在所述過渡盤的另一側端面上。5.根據權利要求1所述的一種用于面向微結構超精密機械加工的工裝裝置，其特征在于:所述過渡盤的材料為鋁。6.根據權利要求1所述的一種用于面向微結構超精密機械加工的工裝裝置，其特征在于:所述工件安裝盤與所述安裝架呈一體結構設置。7.根據權利要求1所述的一種用于面向微結構超精密機械加工的工裝裝置，其特征在于:所述工件安裝盤和過渡盤呈同軸設置。8.根據權利要求2所述的一種用于面向微結構超精密機械加工的工裝裝置，其特征在于:所述工件安裝盤、過渡盤和傳感器呈同軸設置。9.根據權利要求3所述的一種用于面向微結構超精密機械加工的工裝裝置，其特征在于:所述工件安裝盤、過渡盤、傳感器和固定板呈同軸設置。
【專利摘要】本實用新型公開了一種用于面向微結構超精密機械加工的工裝裝置，所述工裝裝置包括工件安裝盤和用于與機床主軸連接固定的過渡盤；在所述工件安裝盤上開設有與所述工件安裝盤呈同軸設置的用于放置傳感器的通孔；所述工件安裝盤通過安裝架固定設置在所述過渡盤上。本實用新型安裝方便快捷，成本低，避免了加工中對工件的二次拆卸，并實現了對超精密對刀及加工過程中信號進行監(jiān)測的功能，保證了加工精度。
【IPC分類】B23Q3/12, B23Q17/22
【公開號】CN205342595
【申請?zhí)枴緾N201620070571
【發(fā)明人】劉曉亮, 施國強, 周軍華, 陶欒
【申請人】北京仿真中心
【公開日】2016年6月29日
【申請日】2016年1月25日