[发明专利]一种微径铣刀不平衡量修正的微去除逼近方法

说明书

本发明公开了一种微径铣刀不平衡量修正的微去除逼近方法，所述方法包括如下步骤：(1)搭建微去除逼近系统；(2)将微径铣刀按相位标记装入定相装置中进行逼近旋转运动；(3)定位横向去除位置；(4)进行逼近粗动进给；(5)进行微进给运动，并由控制系统监视微扭力传感器的输出，一经检测到微力信号，则完成此次逼近，将微径铣刀转至去除相位，启动精密去除旋转电机，实现微去除程序；(6)未能实现逼近，则退回初始位置，再启动纵向宏动精密运动平台进行柔性铰链微动工作台一半行程的粗动进给，之后再次启动(4)的过程，直至逼近成功。本发明可实现修正过程的弱刚度逼近及修正过程的大刚度去除，从而实现高分辩力高精度的修正微去除。

技术领域

本发明属于刀具制造技术领域，涉及一种微径铣刀不平衡量修正的微去除逼近方法。

背景技术

对于复杂微小金属零件的超精密铣削加工，要实现纳米级的加工表面粗糙度，目前的技术现状下只能采用单晶金刚石微径铣刀才能满足表面粗糙度的加工技术指标要求。同时，为了控制表面残留应力，切削过程中应尽量降低切削变形，由此刀具前角需要0°或正前角。考虑到单晶金刚石的超高硬度而难于加工的特性，通常情况下为了降低制备难度，单晶金刚石微径铣刀前角采用0°。在实际的刀具制备过程中，0°前角在钨钢铣刀柄上实现，即钨钢铣刀柄端部的中心对称面处切一个通槽以放置金刚石薄片，如图1所示。

由于钨钢铣刀柄端部的中心对称面处有偏置的通槽，导致端部处存在质量偏心，该质量偏心会使高速旋转的微径铣刀产生离心力。当金刚石微径铣刀工作转速在10000～20000rpm或以上时，离心力引起的自激振动已经难以忽略，尤其对铣削加工表面粗糙度会带来明显的负面影响，所以需要采用专业仪器设备对制备的金刚石微径铣刀不平衡偏心量进行校准、修正。

修正方法通常是：先把金刚石微径铣刀安装到高速气浮主轴，用CB-8802测量读取微径铣刀不平衡量与对应的相位信息，并存储；从高速气浮主轴拆下金刚石微径铣刀，重新安装到精密电控旋转台的弹簧夹头上，把存储信息同步转递给精密旋转台电机的控制器以精确定位不平衡量的相位，然后CCD光学监控系统配合进行粗对刀过程，之后，工控机配合运动控制器控制力伺服宏微超精密运动机械进行表面微力逼近(类似原子力显微镜的样品表面逼近过程)，进而根据“工艺参数”设定相应的去除力及去除时间，自动计算修正量，最终自动完成不平衡量的铣磨修正。

通过理论计算，要实现理想的微径铣刀动平衡修正，不平衡量的修正精度优于0.002g，相位角度精度优于1度，金刚石小磨头进行修正的磨削深度优于亚微米量级。这里的技术难点是：金刚石小磨头，如何“无损”逼近去除部位，以保证实现亚微米的高精度的去除过程。为简化结构，这里存在一个矛盾点：“无损”逼近，需要一种微力的弱刚度系统，以实现“无损”地逼近待去除对象表面，而去除过程则需要一个相对高的刚度系统以保证去除精度与效率。如何解决这一矛盾，是实现微径铣刀不平衡量修正的微去除的关键，所以需要一种可以解决这一矛盾的微径铣不平衡量修正的微去除逼近方法。

发明内容

为了解决现有技术存在的上述矛盾，本发明提供了一种微径铣刀不平衡量修正的微去除逼近方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种微径铣刀不平衡量修正的微去除逼近方法，包括如下步骤：

(1)搭建微去除逼近系统：

所述微去除逼近系统包括系统基础平台、旋转定位及旋转逼近装置、修正去除装置三部分；

所述旋转定位及旋转逼近装置包括旋转定位及旋转逼近支撑架体、旋转定位及旋转逼近电机、微扭力传感器；

所述旋转定位及旋转逼近支撑架体固定在系统基础平台上；

所述旋转定位及旋转逼近电机设置在旋转定位及旋转逼近支撑架体上，用于定位去除修正相位及微扭力逼近测试；

所述旋转定位及旋转逼近电机与微扭力传感器组成定相装置；