CN104708518A - 一种微槽结构的超精密表面光整加工方法 - Google Patents
一种微槽结构的超精密表面光整加工方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN104708518A CN104708518A CN201310675792.8A CN201310675792A CN104708518A CN 104708518 A CN104708518 A CN 104708518A CN 201310675792 A CN201310675792 A CN 201310675792A CN 104708518 A CN104708518 A CN 104708518A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- workpiece
- polishing
- microflute
- polishing wheel
- micro
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B24—GRINDING; POLISHING
- B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
- B24B19/00—Single-purpose machines or devices for particular grinding operations not covered by any other main group
- B24B19/02—Single-purpose machines or devices for particular grinding operations not covered by any other main group for grinding grooves, e.g. on shafts, in casings, in tubes, homokinetic joint elements
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B24—GRINDING; POLISHING
- B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
- B24B1/00—Processes of grinding or polishing; Use of auxiliary equipment in connection with such processes
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Grinding And Polishing Of Tertiary Curved Surfaces And Surfaces With Complex Shapes (AREA)
Abstract
本发明属于微槽结构的超精密表面光整加工方法，提供一种微槽结构的超精密表面光整加工方法，包括：研抛轮与工件微槽部位相对运动，研抛轮与工件接触时，微力传感器产生电压信号，记录微力传感器产生电压信号时研抛轮与工件的运动坐标，确定研抛轮与工件的相对运动范围；然后在所述研抛轮与工件的相对运动范围内，使研抛轮相对工件加工面往复运动，进行研抛加工。本发明将微细超精密研抛加工技术应用到微槽结构件上，提供了一种微槽结构件表面光整加工方法，解决了金属薄壁微槽结构件表面光整的难题。
Description
技术领域
本发明涉及一种加工方法，尤其是微槽结构的超精密表面光整加工方法。
背景技术
对于薄壁微槽200μm×180μm×10μm，微细铣削后表面质量差和存在表面变质层，严重影响到零件表面质量和物理力学性能。
发明内容
针对微细铣削后表面质量差和存在表面变质层不足，本发明提供了一种微槽结构的超精密表面光整加工方法。
本发明采取的技术解决方案为一种微槽结构的超精密表面光整加工方法，包括：
（1）将粘接上工件的定位块固定在研抛机床工作台上，所述工件中部带有微槽，所述研抛机床工作台上带有微力传感器；
（2）将研抛轮安装在研抛机床主轴上；
（3）研抛轮与工件微槽部位相对运动，研抛轮与工件接触时，微力传感器产生电压信号，记录微力传感器产生电压信号时研抛轮与工件的运动坐标，确定研抛轮与工件的相对运动范围；
（4）在所述研抛轮与工件的相对运动范围内，使研抛轮相对工件加工面往复运动，进行研抛加工。
本发明具有的优点和有益效果：
本发明提供了一种微槽结构的超精密表面光整加工方法，解决了微细铣削后表面质量差和存在表面变质层，利用微细研抛技术进行薄壁微槽表面光整加工，提高表面质量并去除表面变质层，满足零件的使用要求。
附图说明
图1是本发明微槽结构表面光整流程图；
图2是本发明微小薄壁结构件示意图主视图；
图3是本发明微小薄壁结构件示意图俯视图；
图4是本发明研抛轮示意图；
图5A是本发明零件自动对刀示意图之一；
图5B是本发明零件自动对刀示意图之二；
图5C是本发明零件自动对刀示意图之三；
图5D是本发明零件自动对刀示意图之四；
图5E是本发明零件自动对刀示意图之五；
图5F是本发明零件自动对刀示意图之六；
图5G是本发明零件自动对刀示意图之七；
图5H是本发明零件自动对刀示意图之八；
图6是本发明微槽光整加工示意图，其中，1：零件，2：研抛轮。
具体实施方式
下面结合说明书附图具体说明本发明，请参阅说明书附图1～图6，
本发明一种微槽结构的超精密表面光整加工方法，如图1所示，包括：
（1）将粘接上工件的定位块固定在研抛机床工作台上，所述工件中部带有微槽，所述研抛机床工作台上带有微力传感器。
（2）将研抛轮安装在研抛机床主轴上。
（3）研抛轮与工件微槽部位相对运动，研抛轮与工件接触时，微力传感器产生电压信号，记录微力传感器产生电压信号时研抛轮与工件的运动坐标，确定研抛轮与工件的相对运动范围。
具体的，步骤（3）进一步包括：
（301）将研抛轮移动至工件微槽的右上方；
（302）研抛轮向下与工件上表面接触，工件向下挤压研抛机床，微力传感器产生电压信号，研抛机床记录工件上表面竖直方向Y轴坐标；
（303）继续将研抛轮向下进给3μm距离，压住工件上表面；
（304）由工作台拖动工件向右移动，研抛轮落入工件微槽内，微力传感器电压信号消失；
（305）研抛轮在工件微槽内在水平方向做往复运动，当研抛轮接触到工件微槽的左右侧壁时，研抛机床上微力传感器产生电压信号，研抛机床记录工件微槽左右侧壁在左右方向X轴的坐标；
（306）工作台拖动工件移动，使研抛轮处于工件微槽上部正中的位置；
（307）研抛轮向下运动，与工件微槽槽底接触，研抛机床上微力传感器产生电压信号，研抛机床记录工件微槽槽底表面在竖直方向Y轴的坐标；
（308）使工件沿微槽开口方向前后运动，研抛轮挤压工件，研抛机床上微力传感器产生电压信号，研抛机床记录工件微槽槽底表面在前后方向Z轴的坐标；
（309）研抛轮在工件微槽槽底在水平方向做往复运动，当研抛轮接触到工件微槽的左右侧壁时，研抛机床上微力传感器产生电压信号，研抛机床记录工件微槽槽底左右侧壁在左右方向X轴的坐标。
本步骤用来防止因微槽的形状误差，即微槽上部与下部的宽度不一致，造成对刀不准确。
（310）工作台拖动工件移动到使研抛轮处于槽底正中的位置，记录工件微槽起始加工位置在左右方向X轴的坐标。
（4）在所述研抛轮与工件的相对运动范围内，使研抛轮相对工件加工面往复运动，进行研抛加工。
本步骤在研抛轮上涂研磨膏对工件微槽进行研抛加工，由工作台拖动工件按照记录的左右方向X轴的坐标范围内、前后方向Z轴的坐标范围内往复运动，研抛轮在竖直方向Y轴的坐标范围内上下运动。
进一步的，在步骤（4）后还有：
（5）加工完成后，用洁净的汽油和酒精1∶1混合液超声波清洗工件。
（6）将工件拆卸保存。
实施例
本实施例工件尺寸微小，如图2、图3所示，整体尺寸为A×B×C为3mm×0.6mm×0.08mm，槽特征尺寸a×b×c为200μm×180μm×(10±1）μm。本微小部件为微槽结构，微槽表面光整加工难度有三点：一是微小零件装夹定位，二是研抛轮精确找正左右侧壁和微槽底面，三是如何精确控制零件表面的去除量。
具体的解决步骤如图1所示：
1、微小零件装夹
利用精密平口虎钳将粘接上零件毛坯（带微槽的工件）的定位块固定在微细研抛机床工作台上；
2、安装研抛轮
将研抛轮安装在微细研抛机床主轴上，研抛轮如图4所示。
3、粗略定位
利用CCD辅助进行粗略定位，将研抛轮移动至微槽右上，为自动对刀起始位置；
4、精确自动对刀，对刀步骤如图5A～5H所示：
1）图5A：此处为起始位置，由操作者将研抛轮移动至微槽右上方，然后研抛轮向下运动，开始对工件的上表面进行简单对刀；
2）图5B：对上表面对刀结束后，研抛轮与工件上表面处于刚好接触的状态，将研抛轮向下进给微小距离3μm，压住工件表面，由工作台拖动工件向右移动。由于工件受压，微力传感器反馈的电压信号减小，当工件移动至研抛轮落入微槽中的位置时，工件受压消失，反馈的电压信号恢复初始值；
3）图5C：研抛轮落入微槽中后，工件做左右往复运动，分别对微槽的右侧壁和左侧壁对刀，该步骤结束时，微槽上部侧壁位置已确定，即上部侧壁在左右方向X轴中的坐标已确定，工件移动到使研抛轮处于微槽上部正中的位置；
4）图5D：研抛轮向下运动，对工件的微槽表面进行对刀；
5）图5E：微槽表面对刀完成后，若研抛轮未与微槽表面相切，则研抛轮缘上某处与微槽边缘处于刚好接触的状态，使工件沿微槽开口方向前后运动，寻找研抛轮最低点处与微槽表面相切的位置，完成后，由于此时研抛轮与工件处于挤压的状态，所以研抛轮向上运动微小距离10μm，重复一次简单对刀，此时研抛轮与工件微槽表面相切，确定了起始加工位置在竖直方向Y轴和前后方向Z轴的坐标；
6）图5F：寻找最低点完成后，研抛轮向上运动微小距离10μm，为下一步操作做好准备。
7）图5G：工件再次做左右往复运动，对槽下部侧壁对刀，防止因槽的形状误差，即槽上部与下部的宽度不一致，致使研抛轮没有处于槽正中位置，造成对刀不准确，该步骤结束时，工件移动到使研抛轮处于槽下部正中的位置，确定了起始加工位置在X轴的坐标；
8）图5H：对刀完成，起始加工位置的空间坐标完全确定，研抛轮向上抬起，准备放研磨膏，开始加工。
5、研抛加工
1）如图6所示，在研磨轮上除研磨膏，计算研磨进刀量，进行研磨加工；
2）加工参数为：磨粒粒度W0.5白刚玉研磨膏，工件主运动速度2.5mm/S，副运动速度0.03～0.3mm/S，单次进给量0.5μm，总进给量为4μm，研抛轨迹为XZ方向复合运动轨迹，如图5所示。
3）加工完成后，研抛轮上抬，用小毛笔粘酒精清洗零件和研抛轮。
6、零件清洗
将一组16件零件均加工完成后，取下该定位块：
1）用洁净的汽油和酒精1∶1混合液超声波（功率最低档）清洗2分钟。
2）用洁净的汽油和酒精1∶1混合液超声波（功率最低档）清洗2分钟。
7、拆卸零件
1）将粘接零件的定位块放在装有丙酮溶液的培养皿中，定位块应侧放，丙酮溶液应没过挠性片，放置等待挠性片从垫块自行滑落下来，注意一定要零件自行滑落。
2）将滑落下来的零件放在另一个装有丙酮溶液的培养皿中浸泡2分钟。
3）在80倍显微镜下：将零件放在干净的玻璃块上用小毛笔粘丙酮轻轻刷洗干净，刷洗时注意压住大片向外侧刷，筋区域一定要轻轻横刷。晾干后放入洁净的编有号码的专用盒中。
注意：轻拿轻放，镊子一般应夹持在零件小尾巴处，切忌在清洗液中夹住零件来回涮洗，以免变形。
本发明将微细超精密研抛加工技术应用到微槽结构件上，提供了一种微槽结构件表面光整加工方法，解决了金属薄壁微槽结构件表面光整的难题。将微细超精密研抛加工技术应用到微槽结构件上，利用显微镜进行粗略定位，利用自动对刀进行微槽精确对刀，实现微槽表面超精密研抛加工，去除微槽表面的变质层，保证了零件设计几何精度和物理特性。
Claims (3)
1.一种微槽结构的超精密表面光整加工方法，其特征在于，包括：
（1）将粘接上工件的定位块固定在研抛机床工作台上，所述工件中部带有微槽，所述研抛机床工作台上带有微力传感器；
（2）将研抛轮安装在研抛机床主轴上；
（3）研抛轮与工件微槽部位相对运动，研抛轮与工件接触时，微力传感器产生电压信号，记录微力传感器产生电压信号时研抛轮与工件的运动坐标，确定研抛轮与工件的相对运动范围；
（4）在所述研抛轮与工件的相对运动范围内，使研抛轮相对工件加工面往复运动，进行研抛加工。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（3）包括：
（301）将研抛轮移动至工件微槽的右上方；
（302）研抛轮向下与工件上表面接触，工件向下挤压研抛机床，微力传感器产生电压信号，研抛机床记录工件上表面竖直方向Y轴坐标；
（303）继续将研抛轮向下进给3μm距离，压住工件上表面；
（304）由工作台拖动工件向右移动，研抛轮落入工件微槽内，微力传感器电压信号消失；
（305）研抛轮在工件微槽内在水平方向做往复运动，当研抛轮接触到工件微槽的左右侧壁时，研抛机床上微力传感器产生电压信号，研抛机床记录工件微槽左右侧壁在左右方向X轴的坐标；
（306）工作台拖动工件移动，使研抛轮处于工件微槽上部正中的位置；
（307）研抛轮向下运动，与工件微槽槽底接触，研抛机床上微力传感器产生电压信号，研抛机床记录工件微槽槽底表面在竖直方向Y轴的坐标；
（308）使工件沿微槽开口方向前后运动，研抛轮挤压工件，研抛机床上微力传感器产生电压信号，研抛机床记录工件微槽槽底表面在前后方向Z轴的坐标；
（309）研抛轮在工件微槽槽底在水平方向做往复运动，当研抛轮接触到工件微槽的左右侧壁时，研抛机床上微力传感器产生电压信号，研抛机床记录工件微槽槽底左右侧壁在左右方向X轴的坐标；
（310）工作台拖动工件移动到使研抛轮处于槽底正中的位置，记录工件微槽起始加工位置在左右方向X轴的坐标。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
（5）加工完成后，用洁净的汽油和酒精1∶1混合液超声波清洗工件；
（6）将工件拆卸保存。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201310675792.8A CN104708518A (zh) | 2013-12-11 | 2013-12-11 | 一种微槽结构的超精密表面光整加工方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201310675792.8A CN104708518A (zh) | 2013-12-11 | 2013-12-11 | 一种微槽结构的超精密表面光整加工方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN104708518A true CN104708518A (zh) | 2015-06-17 |
Family
ID=53408512
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201310675792.8A Pending CN104708518A (zh) | 2013-12-11 | 2013-12-11 | 一种微槽结构的超精密表面光整加工方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN104708518A (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112404532A (zh) * | 2019-12-06 | 2021-02-26 | 重庆大学 | 一种航空薄壁微构零件的辅助加工方法 |
| CN113953897A (zh) * | 2021-11-10 | 2022-01-21 | 中国航发南方工业有限公司 | 航空发动机薄壁钢类窄深槽氮化面的磨削工艺 |
-
2013
- 2013-12-11 CN CN201310675792.8A patent/CN104708518A/zh active Pending
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 毛星: "《薄壁微结构研抛系统设计及工艺研究》", 30 June 2010 * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112404532A (zh) * | 2019-12-06 | 2021-02-26 | 重庆大学 | 一种航空薄壁微构零件的辅助加工方法 |
| CN113953897A (zh) * | 2021-11-10 | 2022-01-21 | 中国航发南方工业有限公司 | 航空发动机薄壁钢类窄深槽氮化面的磨削工艺 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4891445B1 (ja) | 超精密複合加工装置および超精密複合加工方法 | |
| CN102357777B (zh) | 一种微小薄壁零件的加工方法 | |
| CN104290002A (zh) | 一种柱面镜的加工方法 | |
| CN108907948B (zh) | 一种发动机缸盖机器人自动修毛刺工作站 | |
| CN102581764A (zh) | 磨削抛光和检测一体式机床 | |
| CN107775457A (zh) | 一种电流变辅助超声循迹去毛刺装置 | |
| CN102179759A (zh) | 一种基于柔性可控气压砂轮的光整加工系统 | |
| CN104708518A (zh) | 一种微槽结构的超精密表面光整加工方法 | |
| CN110605638B (zh) | 一种激光辅助带式磨削装置及磨削方法 | |
| CN201064876Y (zh) | V形结构的磨床砂轮修整刀头 | |
| CN204414607U (zh) | 自动切换式3d打印加工装置 | |
| CN208438063U (zh) | 一种可转位高速切削超硬刀具生产的端面打磨装置 | |
| CN103894903A (zh) | 一种可控接触压力抛光装置 | |
| CN208644652U (zh) | 一种精车附件加工生产设备 | |
| CN110757263B (zh) | 一种基于机械研磨法的微圆弧刃金刚石刀具微豁控制方法 | |
| CN202045562U (zh) | 一种基于柔性可控气压砂轮的光整加工系统 | |
| CN109465677B (zh) | 一种机器人恒力抛光方法 | |
| CN111546183A (zh) | 一种高效打磨的末端执行装置 | |
| CN205043590U (zh) | 段差磨床 | |
| CN115647740A (zh) | 光刻机运动台加工方法 | |
| CN202356748U (zh) | 一种平移电极 | |
| CN202045565U (zh) | 一种自由曲面抛光装置 | |
| CN106507727B (zh) | 一种激光陀螺球面镜环槽研磨抛光装置及其研磨抛光方法 | |
| CN213561832U (zh) | 一种石英晶振上盖的表面处理装置 | |
| CN213561792U (zh) | 自动打磨平台 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20150617 |