[发明专利]拉刀内凹型表面微结构的超声加工装置及其校准方法

权利要求书

1.拉刀内凹型表面微结构的超声加工装置，包括三轴联动工作台、旋转夹具、超声振动机构和微结构检测仪；其特征在于：所述的旋转夹具包括拉刀定位架、装夹组件、夹紧螺栓和固定架；所述的固定架与三轴联动工作台上的工作移动块固定；所述的拉刀定位架包括第一定位板、第二定位板和第三定位板；所述第一定位板、第二定位板、第三定位板的内侧面两两之间相互垂直；第一定位板的内侧面上固定有两块定位块；第一定位板的外侧面与固定架构成转动副；固定架上开设有两个槽宽相等的圆弧通槽；两根夹紧螺栓的螺杆部分分别穿过两个圆弧通槽并与第一定位板构成螺旋副；装夹组件包括装夹架、动夹板、装夹丝杆和手柄杆；装夹架固定在第二定位板内侧面远离第一定位板的那侧；装夹丝杆与固定在装夹架上的螺母块构成螺旋副；装夹丝杆的内端与动夹板构成转动副，外端与手柄杆的一端构成转动副；动夹板与第一定位板的内侧面构成滑动副；

所述的超声振动机构包括振动机安装架、振动机安装板、第一滑轨、支撑板、第二滑轨、超声激振器安装板、超声激振器、渐变式悬臂梁和金刚石刀具；所述振动机安装架的顶部固定有振动机安装板；振动机安装板的顶面上固定有第一滑轨；固定在支撑板底面的第一滑块与第一滑轨构成滑动副；第一滑块与第一滑轨通过紧定螺钉固定；支撑板的顶面上固定有第二滑轨；固定在超声激振器安装板底面的第二滑块与第二滑轨构成滑动副；第二滑块与第二滑轨通过紧定螺钉固定；超声激振器安装板的顶面上安装有超声激振器；超声激振器的激振头朝向正上方；渐变式悬臂梁的内端支撑板固定；渐变式悬臂梁位于超声激振器的上方，且与超声激振器的激振头接触；渐变式悬臂梁的外端固定有金刚石刀具；

所述的微结构检测仪包括第三滑轨、检测仪固定板、检测仪安装架、摄像头和补光灯；水平设置的第三滑轨固定在振动机安装板上；固定在检测仪固定板底部的第三滑块与第三滑轨构成滑动副；第三滑块与第三滑轨通过紧定螺钉固定；所述的检测仪固定板上固定有检测仪安装架；检测仪安装架的顶部固定有摄像头和补光灯；摄像头及补光灯均倾斜朝下设置。

2.根据权利要求1所述的拉刀内凹型表面微结构的超声加工装置，其特征在于：所述的三轴联动工作台包括X方向运动滑台、Y方向运动滑台和Z方向运动滑台；X方向运动滑台包括第一滑架、第一丝杆、第一移动块和第一电机；第一丝杆支承在第一滑架上；第一电机与第一滑架固定；第一电机的输出轴与第一丝杆的一端固定；第一移动块与第一滑架构成滑动副，且与第一丝杆构成螺旋副；Y方向运动滑台包括第二滑架、第二丝杆、第二移动块和第二电机；第二滑架与第一移动块固定；第二丝杆支承在第二滑架上；第二电机与第二滑架固定；第二电机的输出轴与第二丝杆的一端固定；第二移动块与第二滑架构成滑动副，且与第二丝杆构成螺旋副；Z方向运动滑台包括第三滑架、第三丝杆、工作移动块和第三电机；第三滑架与第二移动块固定；第三丝杆支承在第三滑架上；第三电机与第三滑架固定；第三电机的输出轴与第三丝杆的一端固定；工作移动块与第三滑架构成滑动副，且与第三丝杆构成螺旋副；第一丝杆、第二丝杆、第三丝杆的轴线两两之间相互垂直；第三丝杆竖直设置。

3.根据权利要求1所述的拉刀内凹型表面微结构的超声加工装置，其特征在于：所述第一定位板的内侧面竖直设置；所述的动夹板靠近第一定位板的侧面与定位块的外侧面平行设置。

4.根据权利要求1所述的拉刀内凹型表面微结构的超声加工装置，其特征在于：两个圆弧通槽的内侧面在同一个圆柱面上。

5.根据权利要求1所述的拉刀内凹型表面微结构的超声加工装置，其特征在于：所述的第一滑轨、第二滑轨及第三滑轨上均标有刻度；第一滑轨及第二滑轨的中心轴线均水平设置，且均与第一定位板的内侧面平行；第一滑轨的轴线与第三滑轨的轴线相互垂直。

6.根据权利要求1所述的拉刀内凹型表面微结构的超声加工装置，其特征在于：所述的渐变式悬臂梁在由内端至外端的方向上，横截面呈阶梯式减小；渐变式悬臂梁的中心轴线水平设置，且与第一定位板的内侧面平行。

7.根据权利要求1所述的拉刀内凹型表面微结构的超声加工装置，其特征在于：所述渐变式悬臂梁固定金刚石刀具处的厚度与金刚石刀具的高度之和小于4mm；所述的金刚石刀具呈锥形。