[发明专利]一种超声微磨削加工设备及工艺

权利要求书

1.一种超声微磨削加工设备，包括隔振工作台(1)，所述隔振工作台(1)上固定有左右对称设置的立柱(2)，所述立柱(2)之间通过横梁(3)连接，所述横梁(3)上设置有带动磨削装置高速旋转的主轴组件(4)，其特征在于：所述主轴组件(4)的下方设置有超声振动平台(7)，所述超声振动平台(7)为由压电叠层作动器(75)驱动，以极坐标系为工作坐标系的二维超声振动平台；

所述隔振工作台(1)上还设置有吸振台(5)，所述吸振台(5)设置于所述横梁(3)的下方，位于所述立柱(2)之间；所述吸振台(5)的上表面设置有三向微进给系统(6)，所述三向微进给系统(6)通过承载板(71)连接有检测装置(72)；所述检测装置(72)的上表面设置有超声振动平台(7)；

所述横梁(3)的上表面和侧面均设置有用于安装所述主轴组件(4)的固定孔，所述主轴组件(4)上设置有所述磨削装置，所述磨削装置对工件(8)进行端面磨削或周向磨削。

2.根据权利要求1所述的一种超声微磨削加工设备，其特征在于：所述超声振动平台(7)包括与所述检测装置(72)相连接的振动平台基体(73)，所述振动平台基体(73)的内部设置有振动板(70)，所述振动板(70)的下表面设置有对所述振动板(70)进行导向的直线滚动单元(74)，所述振动板(70)的上表面设置有用于固定工件(8)的夹具(77)；

所述振动板(70)的一个侧面上连接有压电叠层作动器(75)，相对的所述振动板(70)的另一个侧面上通过弹簧片(78)连接有微调装置(79)。

3.根据权利要求2所述的一种超声微磨削加工设备，其特征在于：沿所述振动板(70)的边沿设置有可拆卸的水槽(76)，便于对所述工件(8)进行湿磨削或干磨削加工。

4.根据权利要求3所述的一种超声微磨削加工设备，其特征在于：所述振动板(70)上设置有安装孔点阵，将固定有工件的所述夹具(77)安装于预设定的所述安装孔点阵上以使得工件定位方向与所述压电叠层作动器(75)发出的超声振动方向成预定角度；

所述磨削装置为微型砂磨轮，所述微型砂磨轮的直径为3mm或4mm；

所述微型砂磨轮在所述主轴组件(4)的带动下进行高速旋转，转速在5000r/min—50000r/min。

5.根据权利要求3所述的一种超声微磨削加工设备，其特征在于：所述压电叠层作动器(75)的工作频率为16—23KHz，工作振幅为0—15μm。

6.一种超声微磨削加工工艺，使用如权利要求3-5任一项所述的超声微磨削加工设备对工件进行加工，其特征在于，包括以下步骤：

A确定所述夹具(77)在所述振动板(70)上的安装位置；确定对工件进行加工选用的超声振动形式、确定是否安装所述水槽(76)、确定选用进行加工的微型砂磨轮的尺寸；

B将工件(8)安装在所述夹具(77)上，并将所述夹具(77)固定于所述振动板(70)上，使用水平仪对所述夹具(77)进行调平，选用湿磨削加工时，将所述水槽(76)安装于所述振动板(70)上；

C根据工件(8)要进行加工的端面，确定将所述主轴组件(4)安装于所述横梁(3)的侧面或是上表面，对工件进行端面磨削或是圆周磨削；

D开启所述主轴组件(4)、压电叠层作动器(75)和三向微进给系统(6)对工件(8)进行超声微磨削加工，所述微调装置(79)对振动板(70)作行程微量补偿，所述直线滚动单元(74)对所述振动板(70)进行导向；

E观察加工过程中的现象，并记录数据结果。