[发明专利]一种用于金刚石微孔拉丝模的超声加工装置及加工方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种超声加工装置，尤其涉及一种适合于加工金刚石微孔拉丝模的超声加工装置，同时也涉及一种利用该装置实现金刚石微孔拉丝模研磨抛光的加工方法，属于特种加工技术领域。

背景技术

拉丝是一种在外力作用下使金属强行通过模具，金属横截面被压缩，并获得所要求的横截面形状和尺寸的金属加工方法。拉丝模是使金属横截面形状和尺寸改变的工具。拉丝模的孔形由入口、润滑、压缩、定径、倒锥、出口等具有不同角度和锥度的区域组成，较为复杂。而拉丝模的孔径、孔形精度及光洁度的优劣直接影响金属丝产品质量的高低。为了获得孔形合格的拉丝模，通常需要对拉丝模进行整形和抛光等加工。

金刚石微孔拉丝模是拉丝模的一种，其孔径非常小，最小的孔径只有0.005mm。金刚石微孔拉丝模孔形复杂，对其精度和光洁度的质量要求也很高。由于金刚石微孔拉丝模加工时需要用端部比孔径更纤细的工具针来完成，所以在加工过程中，加工难度非常大，稍有不慎，就会造成针尖折断。

在目前的拉丝模制造工艺中，普遍使用超声研磨抛光机对拉丝模进行加工。现有的超声研磨抛光机，普遍采用模具浮动定心的加工模式，来实现加工中心的对准和抛光过程中对加工压力的调整。模具浮动定心的加工方式，是指待加工模具底部贴于工作台面，但不固定，靠工具针来找准加工中心，并利用弹簧压缩或两磁石之间同极相斥的作用，作为压力源提供加工压力。压力源位于旋转工作台内，通过调整超声换能器携带工具针纵向移动，顶住拉丝模并使旋转工作台发生纵向位移，旋转工作台内的弹簧被压紧或磁石间距离缩短，从而产生加工压力。压力的大小可以通过改变工具针纵向移动的位置进行改变，位置越低，弹簧或磁铁产生的力也越大。在此过程中，旋转工作台具有旋转、摆动和纵向位移的综合运动，旋转工作台的具体结构可参见中国实用新型专利ZL201120141677.9中公开的超声波研磨抛光机的工作台。该工作台包括底座、下磁铁、上磁铁、工作台柱和工作台，在底座的中心设有一个凹槽，下磁铁设于该凹槽内，上磁铁设于工作台柱的底端，下磁铁与上磁铁的相对侧极性相同，工作台设于工作台柱的顶端。该超声波研磨抛光机中，通过分别设于底座和工作台柱上的相对侧极性相同的下磁铁和上磁铁实现工作台高度位置的自动调整。

现有技术中，对应于模具浮动定心加工方式的加工方法如下所述：在加工前，靠目测将工具针针尖大致调至工作台中心；用工具针针尖顶住模具内孔下压，产生加工压力；在工作台旋转后再进行微调，尽量减小工具针或模具在旋转工作台上画圈的程度。对于孔径较大的模具，这样的调整方法，操作过程比较简单，对加工过程没有影响。而对于孔径较小的模具，由于工具针尺寸较小，工具针和待加工模具相对旋转工作台调中的难度较大，在动态调整过程中，容易出现折针的情况。

所以，模具浮动定心的加工方式，对于孔径在0.05mm左右的拉丝模还能勉强使用，而对于孔径≤0.03mm的金刚石微孔拉丝模，由于工具针针尖太细，在中心找准和压力调节的过程中，容易折针的问题就成为不可回避的障碍。在操作过程中，频繁折针会使加工过程无法正常进行。而现有技术中，尚未有其他更好的解决方案。

发明内容

本发明旨在提供一种可用于加工金刚石微孔拉丝模的超声加工装置，并同时提供一种利用上述装置实现金刚石微孔拉丝模研磨抛光的加工方法。

为实现上述的发明目的，本发明采用下述的技术方案：

一种超声加工装置，包括装置底座、分别固定于装置底座的装置立柱、旋转电机和旋转工作台，其中，所述旋转电机用于驱动所述旋转工作台旋转，其特征在于：

所述超声加工装置还包括：超声换能器和工具针，所述工具针装卡在所述超声换能器的下端；用于调节所述工具针位置的三维工具针调节机构，所述三维工具针调节机构固定于所述装置立柱的上端，所述工具针通过所述超声换能器固定在所述三维工具针调节机构上；

用于调节金刚石微孔拉丝模位置的模具调中机构，所述模具调中机构位于所述旋转工作台的上方，并连接于所述旋转工作台的中心；

以及，在调中过程中进行可视性校准的观察/检测/校正系统，所述观察/检测/校正系统与所述旋转工作台光学连接，用于拍摄加工区域。

较优地，所述观察/检测/校正系统由监视器、摄像头和光学导向环节组成；

所述光学导向环节连接所述摄像头与所述加工区域，所述摄像头的输出端与所述监视器的输入端连接；

在所述监视器上设置有十字叉丝，所述十字叉丝在调中过程中用作调中的基准。