[发明专利]一种金刚石微径铣刀不平衡量修正方法

说明书

本发明公开了一种金刚石不平衡量修正方法，所述方法考虑到微径铣刀动平衡转速、动平衡精度以及微径铣刀制备过程中可能造成的不平衡质量，确定去除质量精度为1mg。基于钨钢材料的刀柄具有较高硬度和耐磨性等特点，对微磨削过程中主轴转速、微径铣刀伸长量、对刀阈值、磨削深度、磨削长度等参数进行分析，建立参数优选后的微磨削质量去除工艺，以此获得主轴转速在10000～15000rpm工况条件下动平衡精度达到ISO 1940标准要求的G0.3精度的金刚石微径铣刀。本发明以微磨削技术为基础，为解决微径铣刀动平衡精度问题，改善微铣削加工质量迈出了探究性的一步。

技术领域

本发明属于刀具制造技术领域，涉及一种适合于金刚石微径铣刀的不平衡量修正方法。

背景技术

微铣削作为一种超精密加工方式，在加工特征复杂的精密微小零件中具有很强的潜力。微铣削本身的加工质量取决于切削参数、工件材料、刀具等。随着微铣削技术的发展和对微铣削加工质量要求的不断提高，对微刀具的制造精度提出了更高的要求。

动平衡精度是微径铣刀性能和精度评价的重要部分，动不平衡现象主要来源于制备工艺和加工磨损，微径铣刀的制备工艺目前主要是精密微细磨削、超声振动研磨、聚焦离子束溅射、激光加工、线电极电火花磨削等。微径铣刀制备后难免会有动不平衡量，在微细铣削加工中，由于刀具尺寸与切削参数的缩小，会带来明显的尺度效应，导致切削力增大，刀具磨损加快，刀尖更易破损，磨损或破损后的刀具也会引起动不平衡现象的出现。动不平衡现象会导致微径铣刀在铣削过程中出现刀具的径向跳动从而影响加工的表面形貌。不平衡量越大，刀具径跳和偏角误差越大，对加工表面的质量影响越大。因此需要对微径铣刀进行动平衡处理并去除不平衡量。

常用的微径铣刀刀柄材料是钨钢，刀头常用金刚石材料。去除不平衡量过程中需要对刀柄的部分材料去除，目前的研究中很少提到对金刚石微径铣刀的不平衡去除方式，大多是研究微型转子的不平衡量去除或动平衡修正，通常有在回转平面上增加配重，改变质量位置等修正方法。在实际研究中，有使用机械磨削去除，激光或离子束加工来去除不平衡量的修正方式。但综合考虑到成本、加工效率和精度等因素，传统的机械研磨修正不平衡量的方式具有不可替代的意义。

发明内容

为了对微径铣刀的动不平衡进行修正，本发明提供了一种金刚石微径铣刀不平衡量修正方法。本发明以微磨削技术为基础，通过前期进行微磨削质量去除工艺实验，详细分析并得到影响不平衡量去除的各项工艺参数，例如主轴转速、微径铣刀伸长量、对刀阈值、磨削深度、磨削长度等对金刚石微径铣刀去除质量精度的影响规律，并建立金刚石微径铣刀不平衡量修正方法。为解决微径铣刀动平衡精度问题，改善微铣削加工质量迈出了探究性的一步。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种金刚石微径铣刀不平衡量修正方法，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，精进给方式由压电陶瓷实现，其中：

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；

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14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；