[发明专利]一种用于磨削单晶金刚石微刀刃的微型设备及方法

权利要求书

1.一种用于磨削单晶金刚石微刀刃的微型设备，其特征在于，包括工件进给装置和轴套轴传动进给装置，所述工件进给装置包括夹具以及带动所述夹具沿横向、纵向运动的驱动装置，待加工单晶金刚石夹持在所述夹具上；所述轴套轴传动进给装置包括箱体、微型砂轮以及设置在箱体内的行星齿轮传动系统，所述行星齿轮传动系统包括主轴、太阳轮轴、行星轮轴、刀具轴、中部太阳轮、行星轮、固定内齿轮、主轴末端太阳轮、刀具轴齿轮和联轴器；所述微型砂轮设置在刀具轴的末端并随刀具轴同步转动，太阳轮轴套置在主轴上，中部太阳轮套置在太阳轮轴上，行星轮套置在行星轮轴上，太阳轮轴与行星轮轴相连；所述轴套轴传动进给装置还包括用于带动主轴旋转的传动机构，主轴旋转时带动太阳轮轴旋转，太阳轮轴旋转时同步带动行星轮轴旋转，行星轮的内侧与中部太阳轮相互啮合，中部太阳轮沿太阳轮轴的轴线旋转，行星轮绕太阳轮轴的轴线公转并绕行星轮轴的轴线自转，行星轮的外侧与固定内齿轮相互啮合；刀具轴通过联轴器与行星轮轴相连，刀具轴齿轮套置在刀具轴上，主轴末端太阳轮设置在主轴的末端，刀具轴齿轮与主轴末端太阳轮相互啮合；当联轴器连接时，刀具轴由行星轮轴带动旋转，微型砂轮对待加工单晶金刚石刀具的微刀刃进行圆周刃磨；当联轴器断开时，主轴旋转带动主轴末端太阳轮旋转，主轴末端太阳轮通过刀具轴齿轮的啮合传动带动刀具轴转动，微型砂轮对待加工单晶金刚石刀具的微刀刃进行定点悬停刃磨；所述微型设备还包括激光定位装置和控制系统，激光定位装置面向待加工单晶金刚石设置，激光定位装置用于检测待加工单晶金刚石的晶面的空间位置，并将检测到的位置信息实时传输至控制系统，控制系统控制所述工件进给装置和轴套轴传动进给装置的动作；

所述传动机构包括伺服电机、输入轴、过渡传动轴、输入轴传动齿轮、过渡轴传动齿轮、过渡轴滑移齿轮组、主轴前部齿轮和主轴中部齿轮，所述输入轴由伺服电机驱动旋转，输入轴传动齿轮套置在输入轴上，过渡轴传动齿轮套置在过渡传动轴上，输入轴传动齿轮与过渡轴传动齿轮相互啮合，输入轴通过输入轴传动齿轮、过渡轴传动齿轮带动所述过渡传动轴同步运动；过渡轴滑移齿轮组安装在过渡传动轴上，主轴前部齿轮安装在主轴前部，主轴中部齿轮安装在主轴中部，主轴前部齿轮与主轴中部齿轮的齿数不同，当需要改变传动比时，过渡轴滑移齿轮组分别与主轴前部齿轮或主轴中部齿轮相啮合并带动主轴旋转。

2.根据权利要求1所述的一种用于磨削单晶金刚石微刀刃的微型设备，其特征在于，所述驱动装置包括十字滑块导轨，十字滑块导轨包括左侧纵向直线导轨、右侧纵向直线导轨和横向直线导轨；左侧纵向直线导轨的上方设置有左侧纵向导轨滑块，右侧纵向直线导轨的上方设置有右侧纵向导轨滑块，横向直线导轨与左侧纵向直线导轨通过左侧纵向导轨滑块形成十字状动配合连接，横向直线导轨与右侧纵向直线导轨通过右侧纵向导轨滑块形成十字状动配合连接；横向直线导轨的上方设置有横向导轨滑块，所述夹具安装在横向导轨滑块上并随横向导轨滑块同步运动。

3.根据权利要求2所述的一种用于磨削单晶金刚石微刀刃的微型设备，其特征在于，所述驱动装置还包括用于带动左侧纵向导轨滑块沿左侧纵向直线导轨滑移的第一直线驱动机构、用于带动右侧纵向导轨滑块沿右侧纵向直线导轨滑移的第二直线驱动机构以及用于带动横向导轨滑块沿横向直线导轨滑移的第三直线驱动机构。

4.根据权利要求3所述的一种用于磨削单晶金刚石微刀刃的微型设备，其特征在于，所述第一、第二、第三直线驱动机构均包括直线电机。

5.根据权利要求1所述的一种用于磨削单晶金刚石微刀刃的微型设备，其特征在于，所述夹具包括夹具支撑台以及设置在夹具支撑台上方的夹具体，夹具体呈几字形，夹具体的内部设置有两片相对设置的弹簧板，两块弹簧板之间配合形成供待加工单晶金刚石穿过的夹持间隙，该夹持间隙用于限制待加工单晶金刚石沿纵向移动和沿竖向旋转的自由度，各弹簧板的一侧分别通过一根卷弹簧与夹具体相连，所述夹具体的上部还设置有螺杆，螺杆与夹具支撑台配合共同限制待加工单晶金刚石沿竖向移动和沿纵向旋转的自由度。