一種具有微刀具監(jiān)控能力的超精密三軸聯(lián)動(dòng)微銑削裝置，涉及一種超精密三軸聯(lián)動(dòng)微銑削裝置。為了解決目前無大口徑KDP晶體元件表面微缺陷修復(fù)設(shè)備的問題。刀具移動(dòng)部分布線板、刀具移動(dòng)部分墊塊及手動(dòng)升降調(diào)整平臺(tái)均固定在底部安裝平板的上端面，刀具三軸聯(lián)動(dòng)平臺(tái)固定在刀具移動(dòng)部分墊塊上，切屑收集總成與刀具三軸聯(lián)動(dòng)平臺(tái)連接，刀具顯微鏡移動(dòng)平臺(tái)、手動(dòng)升降調(diào)整平臺(tái)及顯微鏡連接板由上至下依次連接，顯微鏡連接板與底部安裝平板的上端面連接。本發(fā)明專利技術(shù)用于大口徑KDP晶體元件表面微缺陷的超精密修復(fù)。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
一種具有微刀具監(jiān)控能力的超精密三軸聯(lián)動(dòng)微銑削裝置
本專利技術(shù)涉及一種超精密三軸聯(lián)動(dòng)微銑削裝置。
技術(shù)介紹
目前，微銑削是一項(xiàng)重要的先進(jìn)制造技術(shù)，在電子、生物、國防等領(lǐng)域中均有著重要作用。通常微銑削研究的對(duì)象是加工特征尺寸在微米至亞毫米量級(jí)、銑刀直徑一般小于0.5_。然而，在該尺度下，傳統(tǒng)的銑削加工參數(shù)以及加工工藝不再適合微銑削加工，例如，由于微銑刀直徑很小，為了達(dá)到一定的線切削速度，往往需要微銑刀每分鐘達(dá)到幾萬轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速洞時(shí)，人幾乎不能通過肉眼來看清回轉(zhuǎn)過程中的刀刃，因此就很難通過肉眼來進(jìn)行對(duì)刀操作以及實(shí)時(shí)觀察、監(jiān)控加工表面質(zhì)量，顯微鏡輔助對(duì)刀和實(shí)時(shí)監(jiān)控技術(shù)在微銑削中就顯得非常重要。特別地，在核聚變點(diǎn)火裝置中，如果大口徑KDP晶體元件表面產(chǎn)生了微缺陷，它在后續(xù)高能激光打靶過程中快速增長，這極大的降低了 KDP晶體激光損傷閾值、縮短了晶體的使用壽命。采用微銑削的方法，用高速微銑刀對(duì)晶體表面微缺陷附近的晶體材料進(jìn)行去除，形成一個(gè)特定的表面質(zhì)量很高的微小三維形貌，從而能夠提高微缺陷附近的激光損傷閾值、延長晶體光學(xué)元件使用性能與使用壽命?；谖C(jī)械修復(fù)方法，需要設(shè)計(jì)用于大口徑KDP晶體表面微缺陷修復(fù)的專用設(shè)備。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的是為了解決目前無大口徑KDP晶體元件表面微缺陷修復(fù)設(shè)備的問題，進(jìn)而提供一種具有微刀具監(jiān)控能力的超精密三軸聯(lián)動(dòng)微銑削裝置。本專利技術(shù)可實(shí)現(xiàn)對(duì)大口徑晶體表面微缺陷附近材料的去除，使其成為形狀規(guī)則的修復(fù)輪廓，在加工之前需要實(shí)現(xiàn)快速對(duì)刀，以及在加工過程中要能夠?qū)庸み^程進(jìn)行監(jiān)控。本專利技術(shù)實(shí)現(xiàn)上述目的采取的技術(shù)方案是:一種具有微刀具監(jiān)控能力的超精密三軸聯(lián)動(dòng)微銑削裝置，所述具有微刀具監(jiān)控能力的超精密三軸聯(lián)動(dòng)微銑削裝置包括底部安裝平板、手動(dòng)升降調(diào)整平臺(tái)、顯微鏡連接板、刀具顯微鏡移動(dòng)平臺(tái)、切屑收集總成、刀具三軸聯(lián)動(dòng)平臺(tái)、刀具移動(dòng)部分布線板及刀具移動(dòng)部分墊塊；刀具移動(dòng)部分布線板、刀具移動(dòng)部分墊塊及手動(dòng)升降調(diào)整平臺(tái)均固定在底部安裝平板的上端面，底部安裝平板上沿其厚度方向加工有三個(gè)連接孔，三個(gè)連接孔均布設(shè)置在同一圓周上，刀具三軸聯(lián)動(dòng)平臺(tái)固定在刀具移動(dòng)部分墊塊上，切屑收集總成與刀具三軸聯(lián)動(dòng)平臺(tái)連接，刀具顯微鏡移動(dòng)平臺(tái)、手動(dòng)升降調(diào)整平臺(tái)及顯微鏡連接板由上至下依次連接，顯微鏡連接板與底部安裝平板的上端面連接。本專利技術(shù)相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)的有益效果是:1、該裝置能夠?qū)崿F(xiàn)微銑削刀具的高速轉(zhuǎn)動(dòng)，其最高轉(zhuǎn)速達(dá)到80000rpm，回轉(zhuǎn)精度優(yōu)于Iym;同時(shí)還能實(shí)現(xiàn)微銑刀的超精密三軸聯(lián)動(dòng)，三軸聯(lián)動(dòng)的的行程為50mmX 50mmX 20mm,其單軸的定位精度優(yōu)于±0.5 μ m,可實(shí)現(xiàn)微小特征尺寸塑性域的超精密銑削加工。2、該裝置包含了監(jiān)控顯微鏡及其三軸運(yùn)動(dòng)單元，監(jiān)控顯微鏡運(yùn)動(dòng)的行程為20mmX 20mmX 10mm,其單軸的定位精度優(yōu)于±1 μ m。能夠?qū)崿F(xiàn)加工前的快速對(duì)刀操作,在加工過程中能夠?qū)α慵庸け砻尜|(zhì)量、刀具磨損情況等進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。3、該裝置含有兩個(gè)小型的高亮點(diǎn)光源(CCS點(diǎn)光源)，保證了加工過程中的照明需求，與常規(guī)光源相比，大大縮小了結(jié)構(gòu)尺寸，使得整個(gè)裝置結(jié)構(gòu)緊湊。4、該裝置包含了切屑收集部分，在加工過程中，所產(chǎn)生的切屑能夠及時(shí)地被負(fù)壓吸走，保證了整個(gè)裝置不會(huì)被切屑污染。5、該裝置整體結(jié)構(gòu)緊湊，各部分的線纜布置清晰合理，整個(gè)裝置加工運(yùn)行安全可O綜上，本專利技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)微銑刀的高速旋轉(zhuǎn)、高精度三軸聯(lián)動(dòng)加工、顯微鏡輔助對(duì)刀、實(shí)時(shí)監(jiān)控、切削自動(dòng)收集等功能，它可用于尺度為430mm X 430mm的大口徑KDP晶體元件表面微缺陷修復(fù)?！靖綀D說明】圖1是本專利技術(shù)的具有微刀具監(jiān)控能力的超精密三軸聯(lián)動(dòng)微銑削裝置的整體結(jié)構(gòu)主視圖；圖2是圖1的俯視圖；圖3是刀具二軸聯(lián)動(dòng)平臺(tái)的主視圖；圖4是圖3的俯視圖；圖5是圖3的左視圖；圖6是刀具三軸聯(lián)動(dòng)平臺(tái)的軸測(cè)圖；圖7是刀具顯微鏡移動(dòng)平臺(tái)的主視圖；圖8是圖7的俯視 圖；圖9是圖7的左視圖；圖10是刀具顯微鏡移動(dòng)平臺(tái)的軸測(cè)圖；圖11是切屑收集總成的主視圖；圖12是圖11的A-A剖視圖；圖13是圖12的俯視圖；圖14是切屑收集總成的軸測(cè)圖；圖15是利用本專利技術(shù)的具有微刀具監(jiān)控能力的超精密三軸聯(lián)動(dòng)微銑削裝置銑削工件的原理圖，圖中水平箭頭所示方向?yàn)楣ぜM(jìn)給方向，tc為理論切削厚度；圖16是兩刃銑刀刀尖運(yùn)動(dòng)軌跡示意圖，圖中標(biāo)號(hào)64表示的是第一條刀刃，標(biāo)號(hào)65表示的是第二條刀刃；圖17是銑刀刀刃軌跡示意圖。圖中，電主軸1、電主軸夾具2、底部連接頭3、切屑收集頭4、光源支撐件5、底部平臺(tái)總線卡6、Z軸連接件7、刀具XY總線卡8、刀具Z軸總線卡10、刀具運(yùn)動(dòng)Z軸單元11、刀具顯微鏡總線卡12、刀具顯微鏡小線卡13、刀具運(yùn)動(dòng)X軸單元14、夾具連接件16、底部安裝平板17、手動(dòng)升降調(diào)整平臺(tái)18、刀具顯微鏡卡具19、顯微鏡連接板21、刀具顯微鏡大線卡23、刀具顯微鏡移動(dòng)平臺(tái)25、切屑收集總成26、刀具三軸聯(lián)動(dòng)平臺(tái)28、電主軸總線卡31、刀具移動(dòng)部分布線板32、刀具移動(dòng)部分墊塊33、刀具運(yùn)動(dòng)Y軸單元50、光源連接板51、光源夾具52、CCS點(diǎn)光源53、刀具顯微鏡Z軸單元54、刀具顯微鏡導(dǎo)軌連接件55、刀具顯微鏡XY軸單元56、金屬軟管57、金屬軟管接頭58、鎖緊螺母59、切屑收集安裝件60、底部平臺(tái)防護(hù)罩61、連接孔62、監(jiān)控顯微鏡63、第一條刀刃64、第二條刀刃65?！揪唧w實(shí)施方式】【具體實(shí)施方式】一:結(jié)合圖1~圖14說明，本實(shí)施方式的一種具有微刀具監(jiān)控能力的超精密三軸聯(lián)動(dòng)微銑削裝置，所述具有微刀具監(jiān)控能力的超精密三軸聯(lián)動(dòng)微銑削裝置包括底部安裝平板17、手動(dòng)升降調(diào)整平臺(tái)18、顯微鏡連接板21、刀具顯微鏡移動(dòng)平臺(tái)25、切屑收集總成26、刀具三軸聯(lián)動(dòng)平臺(tái)28、刀具移動(dòng)部分布線板32及刀具移動(dòng)部分墊塊33 ；刀具移動(dòng)部分布線板32、刀具移動(dòng)部分墊塊33及手動(dòng)升降調(diào)整平臺(tái)18均固定在底部安裝平板17的上端面，底部安裝平板17上沿其厚度方向加工有三個(gè)連接孔62，三個(gè)連接孔62均布設(shè)置在同一圓周上(用于將該裝置安裝于其它設(shè)備上)，刀具三軸聯(lián)動(dòng)平臺(tái)28固定在刀具移動(dòng)部分墊塊33上，切屑收集總成26與刀具三軸聯(lián)動(dòng)平臺(tái)28連接，刀具顯微鏡移動(dòng)平臺(tái)25、手動(dòng)升降調(diào)整平臺(tái)18及顯微鏡連接板21由上至下依次連接，顯微鏡連接板21與底部安裝平板17的上端面連接。手動(dòng)升降調(diào)整平臺(tái)18為現(xiàn)有技術(shù)，其生產(chǎn)廠家為北京茂豐光電科技有限公司，型號(hào)為 MVS120-1A.【具體實(shí)施方式】二:結(jié)合圖1及圖3說明，本實(shí)施方式所述刀具三軸聯(lián)動(dòng)平臺(tái)28包括電主軸1、電主軸夾具2、Z軸連接件7、刀具運(yùn)動(dòng)Z軸單元11、刀具運(yùn)動(dòng)Y軸單元50及刀具運(yùn)動(dòng)X軸單元14 ；Z軸連接件7、刀具運(yùn)動(dòng)Z軸單元11、刀具運(yùn)動(dòng)Y軸單元50及刀具運(yùn)動(dòng)X軸單元14由上至下依次連接，電主軸卡具2坐落在Z軸連接件7上且二者連接，電主軸I設(shè)置在電主軸卡具2內(nèi)，電主軸I通過電主軸卡具2夾緊固定。刀具三軸聯(lián)動(dòng)平臺(tái)28通過電主軸I的高速旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)了微銑削刀具的高速轉(zhuǎn)動(dòng)，以及微銑刀的高精度三軸聯(lián)動(dòng)。電主軸I最高轉(zhuǎn)速達(dá)到80000rpm，回轉(zhuǎn)精度優(yōu)于I μ m ;三軸聯(lián)動(dòng)的行程為50mmX 50mmX 20mm,其單軸的定位精度優(yōu)于±0.5μηι。所述電主軸I的軸線與水平面之間的夾角為α，α=45°。本本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種具有微刀具監(jiān)控能力的超精密三軸聯(lián)動(dòng)微銑削裝置，其特征在于：所述具有微刀具監(jiān)控能力的超精密三軸聯(lián)動(dòng)微銑削裝置包括底部安裝平板（17）、手動(dòng)升降調(diào)整平臺(tái)（18）、顯微鏡連接板（21）、刀具顯微鏡移動(dòng)平臺(tái)（25）、切屑收集總成（26）、刀具三軸聯(lián)動(dòng)平臺(tái)（28）、刀具移動(dòng)部分布線板（32）及刀具移動(dòng)部分墊塊（33）；刀具移動(dòng)部分布線板（32）、刀具移動(dòng)部分墊塊（33）及手動(dòng)升降調(diào)整平臺(tái)（18）均固定在底部安裝平板（17）的上端面，底部安裝平板（17）上沿其厚度方向加工有三個(gè)連接孔（62），三個(gè)連接孔（62）均布設(shè)置在同一圓周上，刀具三軸聯(lián)動(dòng)平臺(tái)（28）固定在刀具移動(dòng)部分墊塊（33）上，切屑收集總成（26）與刀具三軸聯(lián)動(dòng)平臺(tái)（28）連接，刀具顯微鏡移動(dòng)平臺(tái)（25）、手動(dòng)升降調(diào)整平臺(tái)（18）及顯微鏡連接板（21）由上至下依次連接，顯微鏡連接板（21）與底部安裝平板（17）的上端面連接。
【技術(shù)特征摘要】
1.一種具有微刀具監(jiān)控能力的超精密三軸聯(lián)動(dòng)微銑削裝置，其特征在于:所述具有微刀具監(jiān)控能力的超精密三軸聯(lián)動(dòng)微銑削裝置包括底部安裝平板(17)、手動(dòng)升降調(diào)整平臺(tái)(18)、顯微鏡連接板(21)、刀具顯微鏡移動(dòng)平臺(tái)(25)、切屑收集總成(26)、刀具三軸聯(lián)動(dòng)平臺(tái)(28)、刀具移動(dòng)部分布線板(32)及刀具移動(dòng)部分墊塊(33)； 刀具移動(dòng)部分布線板(32)、刀具移動(dòng)部分墊塊(33)及手動(dòng)升降調(diào)整平臺(tái)(18)均固定在底部安裝平板(17)的上端面，底部安裝平板(17)上沿其厚度方向加工有三個(gè)連接孔(62),三個(gè)連接孔(62)均布設(shè)置在同一圓周上，刀具三軸聯(lián)動(dòng)平臺(tái)(28)固定在刀具移動(dòng)部分墊塊(33)上，切屑收集總成(26)與刀具三軸聯(lián)動(dòng)平臺(tái)(28)連接，刀具顯微鏡移動(dòng)平臺(tái)(25)、手動(dòng)升降調(diào)整平臺(tái)(18)及顯微鏡連接板(21)由上至下依次連接，顯微鏡連接板(21)與底部安裝平板(17)的上端面連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種具有微刀具監(jiān)控能力的超精密三軸聯(lián)動(dòng)微銑削裝置，其特征在于:所述刀具三軸聯(lián)動(dòng)平臺(tái)(28)包括電主軸(I)、電主軸夾具(2)、Z軸連接件(7)、刀具運(yùn)動(dòng)Z軸單元(11)、刀具運(yùn)動(dòng)Y軸單元(50)及刀具運(yùn)動(dòng)X軸單元(14) ；Z軸連接件(7)、刀具運(yùn)動(dòng)Z軸單元(11)、刀具運(yùn)動(dòng)Y軸單元(50)及刀具運(yùn)動(dòng)X軸單元(14)由上至下依次連接，電主軸卡具(2)坐落在Z軸連接件(7)上且二者連接，電主軸(I)設(shè)置在電主軸卡具(2)內(nèi)，電主軸(I)通過電主軸卡具(2)夾緊固定。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述一種具有微刀具監(jiān)控能力的超精密三軸聯(lián)動(dòng)微銑削裝置，其特征在于:所述刀具顯微 鏡移動(dòng)平臺(tái)(25)包括光源連接板(51)、刀具顯微鏡Z軸單元(54)、刀具顯微鏡導(dǎo)軌連接件(55)、刀具顯微鏡XY軸單元(56)、夾具連接件(16)、監(jiān)控顯微鏡(63)、刀具顯微鏡卡具(19)和兩個(gè)光源組件，每個(gè)光源組件包括光源支撐件(5)、光源夾具(52)及CCS點(diǎn)光源(53);夾具連接件(16)、光源連接板(51)、刀具顯微鏡XY軸單元(56)、刀具顯微鏡導(dǎo)軌連接件(55)及刀具顯微鏡Z軸單元(54)由上至下依次連接，刀具顯微鏡卡具(19)固定在夾具連接件(16)上，監(jiān)控顯微鏡(63)裝在刀具顯微鏡卡具(19)內(nèi)并通過刀具顯微鏡卡具(19 )夾持固定，兩個(gè)光源支撐件(50均與光源連接板(51)的上端面連接...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：陳明君，肖勇，郭占玥，張文明，李旦，梁迎春，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：哈爾濱工業(yè)大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：
還沒有人留言評(píng)論。發(fā)表了對(duì)其他瀏覽者有用的留言會(huì)獲得科技券。