[发明专利]一种金刚石微径铣刀不平衡量修正方法

权利要求书

1.一种金刚石微径铣刀不平衡量修正方法，其特征在于所述方法包括如下步骤：

步骤一：建立微磨削工作台，工作台主轴的轴向和径向刚度分别为100N/μm和40N/μm，磨削用砂轮粒度为800#，进给运动选择宏微结合进给方式，宏进给方式由二维运动平台实现，微 进给方式由压电陶瓷实现；

步骤二：选择刀柄材料密度已知且加工好的金刚石微径铣刀，通过游标卡尺测量得到微径铣刀的刀柄直径；

步骤三：通过动平衡测量得到微径铣刀的不平衡量的质量大小和相位，记录不平衡质量，并将不平衡质量所在相位标在刀具上；

步骤四：将微径铣刀装夹在微磨削工作台上，根据微径铣刀刀柄材料的力学性能，决定刀柄伸出的距离；

步骤五：依靠二维精密运动平台B的X轴方向的精密导轨结合压电陶瓷实现对刀操作，通过手轮控制X轴方向的精密导轨移动，直到CCD图像中同时出现刀柄和砂轮磨头，停止使用手轮，采用对刀程序对刀，程序控制压电陶瓷两端电压逐渐增大，产生微位移，力传感器反馈磨削力，通过采集磨削力平均值，当达到设定对刀阈值，两端施加电压停止增大，对刀停止；

步骤六：在高速磨削主轴冷却水循环系统正常工作情况下，选择主轴转速，设定一次走刀，并设定磨削深度，通过白光干涉仪得到实际磨削深度的最大值；

步骤七：多次改变对刀阈值，重复步骤六，得到实际磨削深度的测量值，从中选择最接近磨削深度设定值的数据，并取对应的对刀阈值作为最优对刀阈值；

步骤八：选择最优对刀阈值，多次设定磨削长度和磨削深度，进行磨削实验得到对应磨削长度两端的磨削深度，通过计算磨削深度差与磨削长度的比值，得到进给运动方向与刀具实际轴向的不平行度误差；

步骤九：在砂轮磨头相对刀具方向的另一侧固定千分表，分别测量对刀时和切深时刀具的挠度，得到挠度变形的变化规律；

步骤十：将实际磨削深度表示为：h＝a_p+c₁l+c₂l²(0≤l≤L)，式中a_p为理论磨削深度，c₁为不平行度误差，c₂为挠度误差，l为磨削位置距离磨削起始截面的轴向距离，L为磨削的总长度，代入公式中，将已知条件：不平衡质量m、刀柄横截面半径r、刀柄材料密度ρ代入公式中，求出理论磨削深度a_p；

步骤十一：在高速磨削主轴冷却水循环系统正常工作情况下，选择主轴转速、每次磨削的深度、最优对刀阈值，并设定磨削深度为步骤十中得到的理论磨削深度a_p，控制装夹刀具的C轴转动到不平衡质量相位标记处，进行磨削去重；

步骤十二：将磨削加工后的微径铣刀表面擦拭后通过精密电子秤称重，重新进行动平衡测试并继续代入公式进行去重操作，直到动平衡精度达到要求。

2.根据权利要求1所述的金刚石微径铣刀不平衡量修正方法，其特征在于所述微磨削工作台包括精密气浮隔振平台、底座、精密运动台、压电陶瓷、电控旋转台、弹簧夹头、CCD相机、CCD安装架、竖直方向一维精密导轨、连接板、二维精密运动平台A、磨削轴安装架、高速磨削主轴、气动夹头、砂轮磨头、二维精密运动平台B，其中：

所述精密气浮隔振平台上设置有底座、二维精密运动平台B；

所述二维精密运动平台B上设置有磨削轴安装架，磨削轴安装架上设置有二维精密运动平台A，二维精密运动平台A上安装有连接板，连接板上安装有竖直方向一维精密导轨，竖直方向一维精密导轨上的滑块与CCD安装架连接，CCD安装架上设置有CCD相机，高速磨削主轴上设置有气动夹头，气动夹头上装夹砂轮磨头，高速磨削主轴装夹在磨削轴安装架上；

所述底座上安装有精密运动台，精密运动台上安装有压电陶瓷，压电陶瓷上设置有电控旋转台，电控旋转台上设置有弹簧夹头，弹簧夹头上装夹金刚石微径铣刀。

3.根据权利要求1所述的金刚石微径铣刀不平衡量修正方法，其特征在于所述刀柄伸出的距离为20～40mm。

4.根据权利要求1所述的金刚石微径铣刀不平衡量修正方法，其特征在于所述对刀阈值为磨头刚接触微径铣刀而不产生切深。