一種金剛石刀具測量用調(diào)心裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種金剛石刀具測量用調(diào)心裝置，所述的調(diào)心裝置含有促動器、支架、安裝板、頂頭、彈簧、彈簧座、擋塊、螺釘、預(yù)緊螺釘、螺紋孔，其連接方式為：促動器固定連接于支架上；頂頭固定連接于支架上；彈簧座固定連接于支架上；彈簧固定連接于彈簧座；擋塊固定鏈接于安裝板上；安裝板固定連接于支架上。本發(fā)明的金剛石刀具測量用調(diào)心裝置能夠?qū)崿F(xiàn)基于原子力顯微鏡的刀尖圓弧波紋度的納米級測量。
【專利說明】—種金剛石刀具測量用調(diào)心裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于精密測量【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種金剛石刀具測量用調(diào)心裝置，可實現(xiàn)金剛石刀具與超精密回轉(zhuǎn)軸系的亞微米級偏心調(diào)整。

【背景技術(shù)】
[0002]單點金剛石切削(Single point diamond turning, SF1DT)技術(shù)作為超精密加工【技術(shù)領(lǐng)域】中的一個重要分支，隨著國家需求及未來新興戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，在國防及民用方面有著巨大的現(xiàn)實或潛在需求。高精度金剛石刀具是進(jìn)行單點金剛石超精密切削的基本條件之一，其刃口質(zhì)量直接影響產(chǎn)品的面形精度和表面質(zhì)量，因此開展超精密金剛石刀具質(zhì)量評價工作意義重大。
[0003]金剛石刀具刃口質(zhì)量主要包含鋒利度、粗糙度、波紋度等。雖然國內(nèi)、外許多學(xué)者和相關(guān)研究機(jī)構(gòu)、刀具制造廠商對其中部分指標(biāo)提出了各自的評價及檢測方法，但到目前為止，由于技術(shù)指標(biāo)的復(fù)雜性及極大的檢測難度，目前國際上還沒有建立一套統(tǒng)一、完善的金剛石刀具質(zhì)量綜合評價體系與方法，刀具質(zhì)量評價技術(shù)研究的滯后已成了制約高精度金剛石刀具制備和應(yīng)用技術(shù)發(fā)展的重要因素。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種金剛石刀具測量用調(diào)心裝置，本發(fā)明的調(diào)心裝置可實現(xiàn)金剛石刀具與超精密回轉(zhuǎn)軸系的亞微米級偏心調(diào)整，解決了金剛石刀具與超精密回轉(zhuǎn)軸系偏心過大導(dǎo)致測量結(jié)果失準(zhǔn)的問題。
[0005]本發(fā)明的金剛石刀具測量用調(diào)心裝置，其特點是，所述的調(diào)心裝置含有促動器、支架、安裝板、頂頭、彈簧、彈簧座、擋塊、螺釘、預(yù)緊螺釘、螺紋孔，其連接方式為:促動器固定連接于支架上；頂頭固定連接于支架上；彈簧座固定連接于支架上；彈簧固定連接于彈簧座；擋塊固定鏈接于安裝板上；安裝板固定連接于支架上。
[0006]所述的促動器為兩個，兩者呈90°垂直設(shè)置，分別安裝在支架上；所述的促動器的移動精度分辨率為20nm，能夠?qū)崿F(xiàn)亞微米級的位移調(diào)整。
[0007]所述的彈簧座設(shè)置有兩個，兩者呈90°垂直設(shè)置，分別安裝在支架上；所述的彈簧座與促動器沿支架軸向?qū)ΨQ設(shè)置；所述的彈簧座的重量與促動器的重量相匹配，使得調(diào)心裝置的重心位于支架的幾何中心上。
[0008]所述的彈簧設(shè)置有兩個，垂直安裝在彈簧座上并與頂頭配合使用；所述的彈簧在偏心調(diào)整過程中始終保持線彈性變形。
[0009]所述的擋塊通過螺釘固定于安裝板上。
[0010]所述的安裝板通過預(yù)緊螺釘固定于支架上。
[0011]所述的螺紋孔用于安裝金剛石刀具，螺紋孔為四個。
[0012]所述的頂頭為兩個。
[0013]所述的螺釘為四個。
[0014]所述的預(yù)緊螺釘設(shè)置有四個。
[0015]本發(fā)明解決其技術(shù)問題的基本原理是:利用螺釘將調(diào)心裝置安裝在超精密回轉(zhuǎn)軸系端部；金剛石刀具與擋塊通過螺釘固定于安裝板上；促動器的摩擦力與彈簧的彈性力始終保持平衡；右旋促動器實現(xiàn)擋塊向前移動使得彈簧壓縮，左旋促動器實現(xiàn)擋塊向后移動使得彈簧伸長；重復(fù)上述過程，直到金剛石刀具圓心與超精密回轉(zhuǎn)軸系的圓心偏離值小于設(shè)定值。
[0016]本發(fā)明的一種金剛石刀具精密調(diào)心裝置，可實現(xiàn)金剛石刀具的高效率，高精度調(diào)心，應(yīng)用于基于原子力顯微鏡的刀尖圓弧波紋度的納米級測量。
[0017]本發(fā)明專利基于超精密回轉(zhuǎn)軸系與原子力顯微系統(tǒng)搭建的測量平臺，能夠?qū)崿F(xiàn)金剛石刀具刀尖圓弧波紋度納米量級的超高分辨精度測量，從而有效評價金剛石刀具質(zhì)量。
[0018]本發(fā)明是實現(xiàn)金剛石刀具刀尖圓弧波紋度納米量級超高精度測量的核心裝置之一。由于原子力顯微鏡的非線性誤差問題，測量過程中超精密回轉(zhuǎn)軸系與測量刀具的偏心誤差將會顯著影響測量結(jié)果，而本裝置可實現(xiàn)金剛石刀具與超精密回轉(zhuǎn)軸系的亞微米級偏心調(diào)整，從而將原子力顯微鏡的非線性誤差控制在允許的范圍內(nèi)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1是本發(fā)明的實施例的原理示意圖；
圖2是本發(fā)明的實施例的主視圖；
圖3是本發(fā)明的實施例的俯視圖；
圖中，1.促動器2.支架3.安裝板4.頂頭5.彈簧6.彈簧座7.擋塊8.螺釘9.預(yù)緊螺釘10.螺紋孔。

【具體實施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
[0021]圖1是本發(fā)明實施例的工作原理圖。圖1中，將待測金剛石刀具安裝在調(diào)心裝置上，并將調(diào)心裝置安裝在超精密回轉(zhuǎn)軸系前端。金剛石刀具在超精密回轉(zhuǎn)軸系帶動下平穩(wěn)轉(zhuǎn)動特定的角度，利用原子力顯微鏡測量金剛石刀具后刀面表面高度變化數(shù)據(jù)，再將測量數(shù)據(jù)傳送到計算機(jī)進(jìn)行分析處理和圖形顯示等。
[0022]在測量系統(tǒng)中，刀具安裝偏心誤差對金剛石刀具刀尖圓弧波紋度的超精密檢測影響較大。因此，需要設(shè)計精密調(diào)心裝置實現(xiàn)金剛石刀具與超精密回轉(zhuǎn)軸系的亞微米級偏心調(diào)整。
[0023]圖2、圖3分別是本發(fā)明的實施例的主視圖和俯視圖。
[0024]本發(fā)明的金剛石刀具測量用調(diào)心裝置，其特點是，所述的調(diào)心裝置含有促動器1、支架2、安裝板3、頂頭4、彈簧5、彈簧座6、擋塊7、螺釘8、預(yù)緊螺釘9、螺紋孔10，其連接方式為:促動器I固定連接于支架2上；頂頭4固定連接于支架2上；彈簧座6固定連接于支架2上；彈簧5固定連接于彈簧座6 ;擋塊7固定鏈接于安裝板3上；安裝板3固定連接于支架2上。
[0025]所述的促動器I為兩個，兩者呈90°垂直設(shè)置，分別安裝在支架2上；所述的促動器I的移動精度分辨率為20nm，能夠?qū)崿F(xiàn)亞微米級的位移調(diào)整。
[0026]所述的彈簧座6設(shè)置有兩個，兩者呈90°垂直設(shè)置，分別安裝在支架2上；所述的彈簧座6與促動器I沿支架2軸向?qū)ΨQ設(shè)置；所述的彈簧座6的重量與促動器I的重量相匹配，使得調(diào)心裝置的重心位于支架2的幾何中心上。
[0027]所述的彈簧5設(shè)置有兩個，垂直安裝在彈簧座6上并與頂頭4配合使用；所述的彈簧5在偏心調(diào)整過程中始終保持線彈性變形。
[0028]所述的擋塊7通過螺釘8固定于安裝板3上。
[0029]所述的安裝板3通過預(yù)緊螺釘9固定于支架上。
[0030]所述的螺紋孔10用于安裝金剛石刀具，螺紋孔10為四個。
[0031]所述的頂頭4為兩個。
[0032]所述的螺釘8為四個。
[0033]所述的預(yù)緊螺釘9設(shè)置有四個。
[0034]本發(fā)明利用螺釘將調(diào)心裝置安裝在超精密回轉(zhuǎn)軸系端部；金剛石刀具與擋塊7通過螺釘固定于安裝板3上；促動器I的摩擦力與彈簧5的彈性力始終保持平衡；右旋促動器I實現(xiàn)擋塊7向前移動使得彈簧5壓縮，左旋促動器I實現(xiàn)擋塊7向后移動使得彈簧5伸長；重復(fù)上述過程，直到金剛石刀具圓心與回轉(zhuǎn)軸系的圓心偏離值小于設(shè)定值，利用預(yù)緊螺釘9將安裝板3固定于支架2上。
[0035]本發(fā)明的金剛石刀具測量用調(diào)心裝置，可實現(xiàn)金剛石刀具的高效率，高精度調(diào)心，應(yīng)用于基于原子力顯微鏡的刀尖圓弧波紋度的納米級測量。
【權(quán)利要求】
1.一種金剛石刀具測量用調(diào)心裝置，其特征在于，所述的調(diào)心裝置含有促動器(I)、支架(2)、安裝板(3)、頂頭(4)、彈簧(5)、彈簧座(6)、擋塊(7)、螺釘(8)、預(yù)緊螺釘(9)、螺紋孔(10)，其連接關(guān)系為:促動器(I)固定連接于支架(2)上；頂頭(4)固定連接于支架(2)上；彈簧座(6)固定連接于支架(2)上；彈簧(5)固定連接于彈簧座(6);擋塊(7)固定鏈接于安裝板(3)上；安裝板(3)固定連接于支架(2)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金剛石刀具測量用調(diào)心裝置，其特征在于:所述的促動器(I)為兩個，兩者呈90°垂直設(shè)置，分別安裝在支架(2)上；所述的促動器(I)的移動精度分辨率為20nm，用于實現(xiàn)亞微米級的位移調(diào)整。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金剛石刀具測量用調(diào)心裝置，其特征在于:所述的彈簧座(6)設(shè)置有兩個，兩者呈90°垂直設(shè)置，分別安裝在支架(2)上；所述的彈簧座(6)與促動器(I)沿支架(2)軸向?qū)ΨQ設(shè)置；所述的彈簧座(6)的重量與促動器(I)的重量相匹配，以便使調(diào)心裝置的重心位于支架(2)的幾何中心上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金剛石刀具測量用調(diào)心裝置，其特征在于:所述的彈簧(5)設(shè)置有兩個，垂直安裝在彈簧座(6)上并與頂頭(4)配合使用。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金剛石刀具測量用調(diào)心裝置，其特征在于:所述的擋塊(7)通過螺釘(8)固定于安裝板(3)上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金剛石刀具測量用調(diào)心裝置，其特征在于:所述的安裝板(3)通過預(yù)緊螺釘(9)固定于支架(2)上。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金剛石刀具測量用調(diào)心裝置，其特征在于:所述的螺紋孔(10)用于安裝金剛石刀具，螺紋孔(10)設(shè)置為四個。
【文檔編號】G05B19/404GK104503365SQ201410818747
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年12月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月25日
【發(fā)明者】岳曉斌, 雷大江, 崔海龍, 張曉峰, 鄧飛, 劉坤, 吳定柱, 劉波, 藍(lán)河 申請人:中國工程物理研究院機(jī)械制造工藝研究所