[发明专利]砂轮主轴倾斜放置并可空间转动的超精密磨削装置

说明书

砂轮主轴倾斜放置并可空间转动的超精密磨削装置，属于超精密加工技术领域。本发明是针对小尺寸复杂结构件加工过程中容易产生工具砂轮和工件干涉及曲面曲率半径过小造成加工困难的问题。本发明的竖直轴运动平台固定件通过内六角螺钉固定在竖直结构件的横梁上，直角转台连接件通过台阶定位销定位并与竖直轴运动平台的运动部件连接，精密直驱转台固定在直角转台连接件的下安装面上，且所述直角转台连接件为两个相互垂直的方板构成的L型结构，一维微位移平台通过过渡连接件连接在精密直驱转台的下侧，一维微位移平台的下连接面通过过渡连接件与超精密定位平台的上端面连接。本发明适用于作为超精密磨削装置使用。

技术领域

本发明属于超精密加工技术领域。

背景技术

目前随着科学技术的不断发展，国防工业、航空航天科技、微电子工业及医疗器械等领域，不仅对所需求零件的加工质量提出了更高要求，如具有较高的面型精度和较低的表面粗糙度值，而且零件的结构越来越复杂化，零件材料越来越多样化，这些要求和特点使得零件加工难度也随之增加。而超精密磨削加工尤其是采用超硬磨料砂轮的磨削加工，因具有加工范围广、加工能力强、加工温度低、加工表面质量好等特点而在这些领域的零件加工中占有重要的地位。

目前对于凸面或是曲率半径尺寸较大的内凹面类零件的磨削加工，多以V型或圆弧砂轮作为磨削工具，采用垂直砂轮主轴的磨削方式实现。而对于小口径的内凹类零件的磨削加工，例如口径小于40mm，最小曲率半径小于2mm的复杂结构件，磨削工具尺寸受到很大限制，同时垂直砂轮主轴的磨削方式无法避免加工过程中工具与工件间干涉的产生，所以传统的以V型或圆弧砂轮作为磨削工具的垂直砂轮主轴的磨削方式并不能胜任此类零件的超精密磨削加工。基于该类零件的结构特点和加工要求，需设计一种主轴倾斜放置并且可以绕Z轴旋转的磨削装置，为了保证在旋转过程中砂轮中心位置不发生改变，以保证磨削后工件的面形精度，需要配有快速而高精度的调整装置。同时装置的静动态刚度及静动态特性对超精密磨削后工件的面形精度和表面质量具有显著的影响，因此超精密磨削装置应该具有较大的静动态刚度和较好的静动态特性。

发明内容

本发明是针对小尺寸复杂结构件加工过程中容易产生工具砂轮和工件干涉及曲面曲率半径过小造成加工困难的问题，提出了一种砂轮主轴倾斜放置并可空间转动的超精密磨削装置。

本发明所述的砂轮主轴倾斜放置并可空间转动的超精密磨削装置，它包括竖直结构件1、竖直轴运动平台2、直角转台连接件3、精密直驱转台4、线缆固定装置5、工作液转接装置6、过渡连接件7、一维微位移平台8、球头金刚石砂轮9、砂轮主轴10、砂轮主轴夹持装置11、超精密定位平台防护装置12、超精密定位平台13和竖直轴防护装置14；

竖直轴运动平台2的固定件通过内六角螺钉固定在竖直结构件1的横梁上，直角转台连接件3通过台阶定位销定位并与竖直轴运动平台2的运动部件连接，精密直驱转台4固定在直角转台连接件3的下安装面上，一维微位移平台8通过过渡连接件7连接在精密直驱转台4的下侧，一维微位移平台8的下连接面通过螺栓与超精密定位平台13的上端面连接；

砂轮主轴夹持装置11通过螺钉与超精密定位平台13的下端面连接，砂轮主轴10安装于砂轮主轴夹持装置11的圆孔中，通过内六角螺钉进行固定，球头金刚石砂轮9通过弹性夹头安装在砂轮主轴10底端；

竖直轴防护装置14安装在竖直结构件1的横梁上，竖直轴防护装置14套设在竖直轴运动平台2的外侧，用于对竖直轴运动平台2的防护；

工作液转接装置6安装在竖直轴防护装置14的内侧，所述工作液转接装置6用于实现工作液喷嘴的添加和转换；

超精密定位平台防护装置12通过螺钉连接与超精密定位平台13连接，且超精密定位平台防护装置12套设在超精密定位平台13的外侧；

线缆固定装置5用于固定砂轮主轴10的动力线和控制线。