[发明专利]一种可调整金刚石刀具前角与高度的方法

说明书

一种可调整金刚石刀具前角与高度的方法，属于超精密加工技术领域。垂直位移台通过步进电机二驱动并设在超精密机床上，其上有通过步进电机一驱动的角度位移台，角度位移台上有刀具安装底座；金刚石刀具放在刀具安装底座上并通过刀具固定块固定；步进电机一及步进电机二由控制器控制；角度位移台有转动限位机构。将垂直位移台与超精密机床以及角度位移台组装；将金刚石刀具安到刀具安装底座上并固定；测量角度位移台圆心位置；测量金刚石刀具刃口位置，计算金刚石刀具刃口相对角度位移台圆心的距离，输入金刚石刀具转动角度与刃口转动半径；使金刚石刀具前角转动到所需角度。本发明提高了切削前角参数工艺试验的效率。

技术领域

本发明涉及一种可调整金刚石刀具前角与高度的方法，属于超精密加工技术领域。

背景技术

随着技术的发展，对于超精密加工的需求愈加广泛。

目前，使用超精密加工技术制造的超精密组件已经在国防现代化、计算机、电子、现代生物医学等领域实现了广泛的应用。

在超精密切削中，切削前角、每转进给量、切削深度、主轴转速、切削液种类等切削工艺参数对最终切削质量都有着极其重要的影响，而不同的材料往往对应着不同的最佳切削工艺参数。在超精密切削中，为了寻求不同材料的最佳切削前角参数，获得更好的切削质量，需要进行大量重复的工艺试验。

在传统的切削前角参数工艺试验中，通过在金刚石刀具刀柄下方垫不同角度的楔形块，或者人工调整刀架的方式获得不同角度的切削前角，但每次调整金刚石刀具前角后，其切削点的位置都会发生变化，因此还需要对刀具的高度和位置进行调整，此过程往往需要花费数小时或者数天的时间才能得到一组工艺参数数据，耗费了一线科研工作人员大量宝贵的时间；并且人工调整的使用精度较差。

发明内容

为解决背景技术中存在的问题，本发明提供一种可调整金刚石刀具前角与高度的方法。

实现上述目的，本发明采取下述技术方案：一种可调整金刚石刀具前角与高度的方法，所述方法是通过可调整金刚石刀具前角与高度的装置实现的，所述装置包括垂直位移台、角度位移台、刀具安装底座、金刚石刀具、刀具固定块、步进电机一以及步进电机二；所述垂直位移台设置在超精密机床上，并通过步进电机二进行驱动；垂直位移台的上端设有角度位移台，所述角度位移台通过步进电机一进行驱动，并上端设有刀具安装底座；所述金刚石刀具放置在所述刀具安装底座上，并通过刀具固定块进行安装固定；所述步进电机一以及步进电机二均由控制器控制；所述角度位移台的角度标识处安装转动限位机构。所述方法包括如下步骤：

S1：将垂直位移台与步进电机二组装后安装到超精密机床上，将角度位移台与步进电机一组装后安装到垂直位移台上，将刀具安装底座安装到角度位移台上；

S2：将金刚石刀具水平安装到刀具安装底座上并通过刀具固定块对金刚石刀具进行固定；

S3：测量角度位移台圆心位置；

S4：测量金刚石刀具刃口位置，计算金刚石刀具刃口相对角度位移台圆心的距离，即得到金刚石刀具刃口转动半径；

S5：在控制器的控制界面输入金刚石刀具转动角度与刃口转动半径；

S6：在控制器中输出指令，使Z轴导轨的直线电机、步进电机一以及步进电机二运作，使金刚石刀具前角转动到所需角度，同时保持刀具刃口相对机床坐标系位置不变。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明综合考虑了金刚石刀具前角调整过程中，刀具角度变化和切削点相对机床坐标系变化的问题，使用步进电机进行金刚石刀具前角和高度的调整，实现了调整过程的自动化，省去了传统工艺试验中繁琐的人工调整过程，节约了大量时间，提高了切削前角参数工艺试验的效率；