CN210173324U - 一种超精密磨削加工用温度补偿仪 - Google Patents

Abstract

一种超精密磨削加工用温度补偿仪，包括补偿仪、三轴工作台组件、测量仪3、样品固定架工作台组件、样品固定组件、标准样品；其中补偿仪包括补偿仪电器盒、补偿仪底座、隔热套、上导热盘、下导热盘、冷却液接头、冷却液管、内置温度探头、外置温度探头、电路板组合；超精密磨削加工用温度补偿仪将磨削加工中循环使用的冷却液通入温度补偿仪的加热盘中，利用加热盘加热标准样品，使标准样品温度与被加工零件的温度保持一致；然后利用测量仪3测量标准样品的尺寸变化量，将尺寸变化量反馈至加工磨削机床，补偿被加工零件因温度变化产生的误差，从而解决了因热胀冷缩现象导致超精密磨削加工时的零件尺寸超差问题。

Description

一种超精密磨削加工用温度补偿仪

技术领域

本实用新型涉及机械加工超精密磨削温度补偿技术领域，具体涉及一种超精密磨削加工用温度补偿仪。

背景技术

已知的，机械磨削加工时，被加工零件因磨削热产生温度快速升高现象，因此需要喷淋磨削液进行降温；磨削液是循环使用的，随着磨削加工的持续进行，磨削液的温度会逐渐升高，因此被加工零件的温度也会随着磨削液的温度逐渐升高。当被加工零件磨削加工到所需尺寸时，磨削加工结束，但被加工零件的温度会高于常温。随着加工完成的零件逐渐降低温度至室温时，零件尺寸因热胀冷缩现象会发生变化，因此产生尺寸误差。此问题对一般精度尺寸要求的零件加工影响不大，但对于超高精度尺寸要求的零件加工，此问题会导致零件尺寸的超差，因此成为一个必须解决的问题。

发明内容

为了克服背景技术中的不足，本实用新型公开了一种超精密磨削加工用温度补偿仪，其利用磨削加工循环使用的冷却液加热标准样品，使标准样品温度与被加工零件的温度保持一致；然后测量标准样品的尺寸变化量，将此变化量反馈至加工磨削机床，补偿被加工零件因温度变化产生的误差，从而解决了因热胀冷缩现象导致超精密磨削加工时的零件尺寸超差问题。

为了实现所述发明目的，本实用新型采用如下技术方案：一种超精密磨削加工用温度补偿仪，其特征是：包括补偿仪、三轴工作台组件、测量仪、样品固定架工作台组件、样品固定架组件、标准样品；所述补偿仪包括：补偿仪电器盒、补偿仪底座、隔热套、上导热盘、下导热盘、冷却液接头、冷却液管、内置温度探头、外置温度探头、电路板组合；所述补偿仪电器盒位于补偿仪后端，斜面位置设置有液晶显示屏，用于显示温度、补偿量、及功能设置菜单内容；补偿仪上部设置有按键，用于补偿仪的开关、置零、功能设置；补偿仪内部设置有电路板组合，电路板组合包括电源模块、中央处理模块、尺寸处理模块、温度处理模块一、温度处理模块二及通信模块，所述电源模块与220V电源连接，所述通信模块与磨削机床连接；所述补偿仪底座位于补偿仪前端，形状为中间带有圆形沉孔的矩形平板，沉孔后壁有一个圆形小通孔，沉孔前壁有两个螺纹通孔，补偿仪底座与补偿仪电器盒通过螺栓连接；所述隔热套为中间带有圆形沉孔的圆板状，沉孔后壁有一个圆形小通孔，沉孔前壁有两个螺纹通孔，隔热套设置在补偿仪底座的沉孔中；所述上导热盘、下导热盘为圆形平板，上导热盘下部、下导热盘上部设置有冷却液槽，且为对称结构；上导热盘、下导热盘上下设置、螺栓连接，然后设置在隔热套的沉孔中；所述冷却液接头有两个，用螺纹连接在上导热盘、下导热盘冷却液槽的出、入水口，冷却液接头外侧连接有冷却液管；所述内置温度探头通过补偿仪底座位沉孔后壁的圆形小通孔及隔热套沉孔后壁的圆形小通孔设置在上导热盘、下导热盘连接后形成的封闭的冷却液槽内，内置温度探头与电路板组合的温度处理模块一连接；所述外置温度探头设置在补偿用标准样品的表面，外置温度探头与电路板组合的温度处理模块二连接；

所述三轴工作台组件设置在补偿仪左侧，用螺栓与补偿仪连接，三轴工作台组件的Z轴工作台上设置有若干螺纹孔；

所述测量仪的测量仪本体设置在三轴工作台组件的Z轴工作台上，用螺栓连接，测量仪根据实际测量需要，可以水平设置在Z轴工作台上，也可以垂直设置在Z轴工作台上；测量仪上有测量杆，测量杆端部设置有测量头，测量仪与电路板组合的尺寸处理模块连接；

所述样品固定架工作台组件设置在补偿仪右侧，用螺栓与补偿仪连接，样品固定架工作台组件的固定架Z轴工作台上设置有若干螺纹孔；

所述样品固定架组件包括样品固定架、弹簧压片、样品固定螺栓、弹簧压片螺栓；样品固定架形状类似乒乓球拍，“球拍板”中间有圆形通孔，通孔侧壁有均布的若干个螺纹通孔，螺纹孔内设置有样品固定螺栓，样品固定螺栓用于固定设置在上导热盘上的标准样品；样品固定架的“球拍柄”根部有矩形连接板，样品固定架的矩形连接板设置在固定架Z轴工作台上，通过螺栓连接；弹簧压片为带有弧形的弹簧片，根部设置在固定架“球拍柄”的位置，用样品固定螺栓固定，弹簧压片可以绕弹簧压片螺栓旋转；弹簧压片用于压紧放置在上导热盘上的标准样品，保证标准样品与上导热盘接触可靠，传热稳定；

所述标准样品是与被加工零件同材质、同尺寸要求、经过标准计量单位测量，确认尺寸合格的标准件，其设置在上导热盘表面，通过弹簧压片压紧，保证标准样品与上导热盘接触可靠。

优选的，所述样品固定螺栓与样品接触位置镶嵌有塑胶材料，防止标准样品在受热膨胀时，样品固定螺栓压伤标准样品表面。

优选的，所述测量杆端部的测量头材质为硬质耐磨合金，其形状为小圆球状，保证测量头与标准样品表面为点状接触。

优选的，所述测量仪的测量杆可以进行更换，以便用于内孔的超精密磨削加工。

优选的，所述冷却液管与磨削机床之间的连接长度不超过两米，避免冷却液管因过长而使冷却液热量损失过多，导致被加工零件与标准样品的温差过大。

优选的，超精密磨削加工用温度补偿仪在工作过程中，放置在密闭的玻璃罩内，避免空气流动导致标准样品的温度出现波动。

由于采用如上所述的技术方案，本实用新型具有如下有益效果：本实用新型公开的一种超精密磨削加工用温度补偿仪，其将磨削加工循环使用的冷却液通入温度补偿仪的加热盘中，利用加热盘加热标准样品，使标准样品温度与被加工零件的温度保持一致；然后利用测量仪测量标准样品的尺寸变化量，将尺寸变化量反馈至加工磨削机床，补偿被加工零件因温度变化产生的误差，从而解决了因热胀冷缩现象导致超精密磨削加工时的零件尺寸超差问题。

附图说明

图1为超精密磨削加工用温度补偿仪结构示意图；

图2为补偿仪结构示意图；

图3为三轴工作台组件结构示意图；

图4为测量仪结构示意图；

图5为样品固定架工作台组件结构示意图；

图6为样品固定架组件结构示意图；

图7为电路板组合功能模块示意图。

图中：1、补偿仪；101、补偿仪电器盒；102、补偿仪底座；103、隔热套；104、上导热盘；105、下导热盘；106、冷却液接头；107、冷却液管；108、内置温度探头；109、外置温度探头；110、电路板组合；111、电源线；112、输出信号线；2、三轴工作台组件；201、Z轴工作台；3、测量仪；301、测量仪本体；302、测量杆；303、测量头；4、样品固定架工作台组件；401、固定架Z轴工作台；5、样品固定架组件；501、样品固定架；502、弹簧压片；503、样品固定螺栓；504、弹簧压片螺栓；6、标准样品。

具体实施方式

通过下面的实施例可以详细的解释本实用新型，公开本实用新型的目的旨在保护本实用新型范围内的一切技术改进。

通过下面的实施例可以详细的解释本实用新型，公开本实用新型的目的旨在保护本实用新型范围内的一切技术改进。

一种超精密磨削加工用温度补偿仪，其包括补偿仪1、三轴工作台组件2、测量仪3、样品固定架工作台组件4、样品固定架组件5、标准样品6；所述补偿仪1包括：补偿仪电器盒101、补偿仪底座102、隔热套103、上导热盘104、下导热盘405、冷却液接头106、冷却液管107、内置温度探头108、外置温度探头109、电路板组合110；所述补偿仪电器盒101位于补偿仪1后端，斜面位置设置有液晶显示屏，上部设置有按键，内部设置有电路板组合110，电路板组合包括电源模块、中央处理模块、尺寸处理模块、温度处理模块一、温度处理模块二及通信模块，所述电源模块与220V电源连接，所述通信模块与磨削机床连接；所述补偿仪底座102位于补偿仪1前端，与补偿仪电器盒101通过螺栓连接；所述隔热套103设置在补偿仪底座102的沉孔中；所述上导热盘104、下导热盘105上下设置、螺栓连接，然后设置在隔热套103的沉孔中；所述冷却液接头106有两个，用螺纹连接在上导热盘104、下导热盘105冷却液槽的出、入水口，冷却液接头106外侧连接有冷却液管107；所述内置温度探头108设置在上导热盘104、下导热盘105连接后形成的封闭的冷却液槽内，内置温度探头108与电路板组合110的温度处理模块一连接；所述外置温度探头109设置在补偿用标准样品6的表面，外置温度探头109与电路板组合110的温度处理模块二连接；

所述三轴工作台组件2设置在补偿仪1左侧，用螺栓与补偿仪1连接；所述测量仪3设置在三轴工作台组件2的Z轴工作台201上，用螺栓连接；测量仪3上有测量杆302，测量杆302端部设置有测量头303，测量仪3与电路板组合110的尺寸处理模块连接；

所述样品固定架工作台组件4设置在补偿仪1右侧，用螺栓与补偿仪1连接，样品固定架组件5包括样品固定架501、弹簧压片502、样品固定螺栓503、弹簧压片螺栓504；样品固定架501的矩形连接板设置在固定架Z轴工作台401上，通过螺栓连接；弹簧压片502根部设置在样品固定架501“球拍柄”的位置，用弹簧压片螺栓503固定，弹簧压片502可以绕弹簧压片螺栓504旋转；

所述标准样品6设置在上导热盘104表面，通过弹簧压片502压紧在导热盘104表面，通过样品固定螺栓503固定。

当超精密零件需要磨削加工时，首先将标准样品6模拟被加工零件设置在磨削加工机床上，调整动态测量仪至合适状态，将动态测量仪的输出置零，完成磨削机床的基准尺寸校准；然后将标准样品6放置在超精密磨削加工用温度补偿仪的上导热盘上104，调整样品固定架组件5至合适高度，用弹簧压片502压紧标准样品6，拧紧弹簧压片螺栓504，再拧紧样品固定螺栓503；调整测量仪3位置，使两个测量头303与标准样品6的接触点输出为最大值；将外置温度探头109粘贴在标准样品6的合适位置；然后将超精密磨削加工用温度补偿仪的输出置零，完成超精密磨削加工用温度补偿仪的基准尺寸校准；

将磨削机床的冷却液通入超精密磨削加工用温度补偿仪，打开电源开关，设置超精密磨削加工用温度补偿仪相关工作参数，将透明玻璃罩扣在超精密磨削加工用温度补偿仪上，超精密磨削加工用温度补偿仪进入正常工作状态；

当补偿仪1的内置温度探头108与外置温度探头109的温差小于设定的阈值时，补偿仪1输出补偿值到磨削机床，磨削机床开始进行磨削加工，直到磨削机床的动态测量仪测得的数值与补偿仪1输入的补偿值的差达到设定阈值时，磨削加工结束。

本实用新型未详述部分为现有技术。

Claims (6)

1.一种超精密磨削加工用温度补偿仪，其特征是：包括补偿仪（1）、三轴工作台组件（2）、测量仪（3）、样品固定架工作台组件（4）、样品固定架组件（5）、标准样品（6）；

所述补偿仪（1）包括：补偿仪电器盒（101）、补偿仪底座（102）、隔热套（103）、上导热盘（104）、下导热盘（105）、冷却液接头（106）、冷却液管（107）、内置温度探头（108）、外置温度探头（109）、电路板组合（110）；所述补偿仪电器盒（101）位于补偿仪（1）后端，斜面位置设置有液晶显示屏，上部设置有按键，内部设置有电路板组合（110），电路板组合包括电源模块、中央处理模块、尺寸处理模块、温度处理模块一、温度处理模块二及通信模块，所述电源模块与220V电源连接，所述通信模块与磨削机床连接；所述补偿仪底座（102）位于补偿仪（1）前端，形状为中间带有圆形沉孔的矩形平板，沉孔后壁有一个圆形小通孔，沉孔前壁有两个螺纹通孔，补偿仪底座（102）与补偿仪电器盒（101）通过螺栓连接；所述隔热套（103）为中间带有圆形沉孔的圆板状，沉孔后壁有一个圆形小通孔，沉孔前壁有两个螺纹通孔，隔热套（103）设置在补偿仪底座（102）的沉孔中；所述上导热盘（104）、下导热盘（105）为圆形平板，上导热盘（104）下部、下导热盘（105）上部设置有冷却液槽，且为对称结构；上导热盘（104）、下导热盘（105）上下设置、螺栓连接，然后设置在隔热套（103）的沉孔中；所述冷却液接头（106）有两个，用螺纹连接在上导热盘（104）、下导热盘（105）冷却液槽的出、入水口，冷却液接头（106）外侧连接有冷却液管（107）；所述内置温度探头（108）通过补偿仪底座（102）沉孔后壁的圆形小通孔及隔热套（103）沉孔后壁的圆形小通过设置在上导热盘（104）、下导热盘（105）连接后形成的封闭的冷却液槽内，内置温度探头（108）与电路板组合（110）的温度处理模块一连接；所述外置温度探头（109）设置在补偿用样品的表面，外置温度探头（109）与电路板组合（110）的温度处理模块二连接；

所述三轴工作台组件（2）设置在补偿仪（1）左侧，用螺栓与补偿仪（1）连接，三轴工作台组件（2）的Z轴工作台（201）上设置有若干螺纹孔；

所述测量仪（3）的测量仪本体（301）设置在三轴工作台组件（2）的Z轴工作台（201）上，用螺栓连接；测量仪（3）上有测量杆（302），测量杆（302）端部设置有测量头（303），测量仪（3）与电路板组合（110）的尺寸处理模块连接；

所述样品固定架工作台组件（4）设置在补偿仪（1）右侧，用螺栓与补偿仪（1）连接，固定架Z轴工作台（401）上设置有若干螺纹孔；

所述样品固定架组件（5）包括样品固定架（501）、弹簧压片（502）、样品固定螺栓（503）、弹簧压片螺栓（504）；样品固定架（501）形状类似乒乓球拍，“球拍板”中间有圆形通孔，通孔侧壁有均布的若干个螺纹通孔，螺纹孔内设置有样品固定螺栓（503）；样品固定架（501）的“球拍柄”根部有矩形连接板，样品固定架（501）的矩形连接板设置在固定架Z轴工作台（401）上，通过螺栓连接；弹簧压片（502）为带有弧形的弹簧片，根部设置在样品固定架（501）“球拍柄”的位置，用弹簧压片螺栓（504）固定，弹簧压片（502）可以绕弹簧压片螺栓（504）旋转；

所述标准样品（6）是与被加工零件同材质、同尺寸要求、经过标准计量单位测量确认，尺寸合格的标准件，其设置在上导热盘（104）表面。

2.根据权利要求1所述超精密磨削加工用温度补偿仪，其特征是：样品固定螺栓（503）与样品接触位置镶嵌有塑胶材料。

3.根据权利要求1所述超精密磨削加工用温度补偿仪，其特征是：所述测量杆（302）端部的测量头（303）材质为硬质耐磨合金。

4.根据权利要求1所述超精密磨削加工用温度补偿仪，其特征是：所述测量仪（3）的测量杆（302）可以拆卸更换。

5.根据权利要求1所述超精密磨削加工用温度补偿仪，其特征是：所述冷却液管（107）与磨削机床之间的连接长度不超过2米。

6.根据权利要求1所述超精密磨削加工用温度补偿仪，其特征是：超精密磨削加工用温度补偿仪设置在密闭的玻璃罩内。

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