一种金刚石刀具测量用调心装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于精密测量技术领域，具体涉及一种金刚石刀具测量用调心装置，可实现金刚石刀具与超精密回转轴系的亚微米级偏心调整。
【背景技术】
[0002]单点金刚石切削(Single point diamond turning, SF1DT)技术作为超精密加工技术领域中的一个重要分支，随着国家需求及未来新兴战略产业的发展，在国防及民用方面有着巨大的现实或潜在需求。高精度金刚石刀具是进行单点金刚石超精密切削的基本条件之一，其刃口质量直接影响产品的面形精度和表面质量，因此开展超精密金刚石刀具质量评价工作意义重大。
[0003]金刚石刀具刃口质量主要包含锋利度、粗糙度、波纹度等。虽然国内、外许多学者和相关研究机构、刀具制造厂商对其中部分指标提出了各自的评价及检测方法，但到目前为止，由于技术指标的复杂性及极大的检测难度，目前国际上还没有建立一套统一、完善的金刚石刀具质量综合评价体系与方法，刀具质量评价技术研究的滞后已成了制约高精度金刚石刀具制备和应用技术发展的重要因素。
【发明内容】
[0004]本实用新型要解决的技术问题是提供一种金刚石刀具测量用调心装置，本实用新型的调心装置可实现金刚石刀具与超精密回转轴系的亚微米级偏心调整，解决了金刚石刀具与超精密回转轴系偏心过大导致测量结果失准的问题。
[0005]本实用新型的金刚石刀具测量用调心装置，其特点是，所述的调心装置含有促动器、支架、安装板、顶头、弹簧、弹簧座、挡块、螺钉、预紧螺钉、螺纹孔，其连接方式为:促动器固定连接于支架上；顶头固定连接于支架上；弹簧座固定连接于支架上；弹簧固定连接于弹簧座；挡块固定链接于安装板上；安装板固定连接于支架上。
[0006]所述的促动器为两个，两者呈90°垂直设置，分别安装在支架上；所述的促动器的移动精度分辨率为20nm，能够实现亚微米级的位移调整。
[0007]所述的弹簧座设置有两个，两者呈90°垂直设置，分别安装在支架上；所述的弹簧座与促动器沿支架轴向对称设置；所述的弹簧座的重量与促动器的重量相匹配，使得调心装置的重心位于支架的几何中心上。
[0008]所述的弹簧设置有两个，垂直安装在弹簧座上并与顶头配合使用；所述的弹簧在偏心调整过程中始终保持线弹性变形。
[0009]所述的挡块通过螺钉固定于安装板上。
[0010]所述的安装板通过预紧螺钉固定于支架上。
[0011]所述的螺纹孔用于安装金刚石刀具，螺纹孔为四个。
[0012]所述的顶头为两个。
[0013]所述的螺钉为四个。
[0014]所述的预紧螺钉设置有四个。
[0015]本实用新型解决其技术问题的基本原理是:利用螺钉将调心装置安装在超精密回转轴系端部；金刚石刀具与挡块通过螺钉固定于安装板上；促动器的摩擦力与弹簧的弹性力始终保持平衡；右旋促动器实现挡块向前移动使得弹簧压缩，左旋促动器实现挡块向后移动使得弹簧伸长；重复上述过程，直到金刚石刀具圆心与超精密回转轴系的圆心偏离值小于设定值。
[0016]本实用新型的一种金刚石刀具精密调心装置，可实现金刚石刀具的高效率，高精度调心，应用于基于原子力显微镜的刀尖圆弧波纹度的纳米级测量。
[0017]本实用新型专利基于超精密回转轴系与原子力显微系统搭建的测量平台，能够实现金刚石刀具刀尖圆弧波纹度纳米量级的超高分辨精度测量，从而有效评价金刚石刀具质量。
[0018]本实用新型是实现金刚石刀具刀尖圆弧波纹度纳米量级超高精度测量的核心装置之一。由于原子力显微镜的非线性误差问题，测量过程中超精密回转轴系与测量刀具的偏心误差将会显著影响测量结果，而本装置可实现金刚石刀具与超精密回转轴系的亚微米级偏心调整，从而将原子力显微镜的非线性误差控制在允许的范围内。
【附图说明】
[0019]图1是本实用新型的实施例的原理示意图；
[0020]图2是本实用新型的实施例的主视图；
[0021]图3是本实用新型的实施例的俯视图；
[0022]图中，1.促动器2.支架 3.安装板4.顶头5.弹簧6.弹簧座 7.挡块 8.螺钉9.预紧螺钉10.螺纹孔。
【具体实施方式】
[0023]下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型做进一步详细的说明。
[0024]图1是本实用新型实施例的工作原理图。图1中，将待测金刚石刀具安装在调心装置上，并将调心装置安装在超精密回转轴系前端。金刚石刀具在超精密回转轴系带动下平稳转动特定的角度，利用原子力显微镜测量金刚石刀具后刀面表面高度变化数据，再将测量数据传送到计算机进行分析处理和图形显示等。
[0025]在测量系统中，刀具安装偏心误差对金刚石刀具刀尖圆弧波纹度的超精密检测影响较大。因此，需要设计精密调心装置实现金刚石刀具与超精密回转轴系的亚微米级偏心调整。
[0026]图2、图3分别是本实用新型的实施例的主视图和俯视图。
[0027]本实用新型的金刚石刀具测量用调心装置，其特点是，所述的调心装置含有促动器1、支架2、安装板3、顶头4、弹簧5、弹簧座6、挡块7、螺钉8、预紧螺钉9、螺纹孔10，其连接方式为:促动器I固定连接于支架2上；顶头4固定连接于支架2上；弹簧座6固定连接于支架2上；弹簧5固定连接于弹簧座6 ;挡块7固定链接于安装板3上；安装板3固定连接于支架2上。
[0028]所述的促动器I为两个，两者呈90°垂直设置，分别安装在支架2上；所述的促动器I的移动精度分辨率为20nm，能够实现亚微米级的位移调整。
[0029]所述的弹簧座6设置有两个，两者呈90°垂直设置，分别安装在支架2上；所述的弹簧座6与促动器I沿支架2轴向对称设置；所述的弹簧座6的重量与促动器I的重量相匹配，使得调心装置的重心位于支架2的几何中心上。
[0030]所述的弹簧5设置有两个，垂直安装在弹簧座6上并与顶头4配合使用；所述的弹簧5在偏心调整过程中始终保持线弹性变形。
[0031]所述的挡块7通过螺钉8固定于安装板3上。
[0032]所述的安装板3通过预紧螺钉9固定于支架上。
[0033]所述的螺纹孔10用于安装金刚石刀具，螺纹孔10为四个。
[0034]所述的顶头4为两个。
[0035]所述的螺钉8为四个。
[0036]所述的预紧螺钉9设置有四个。
[0037]本实用新型利用螺钉将调心装置安装在超精密回转轴系端部；金刚石刀具与挡块7通过螺钉固定于安装板3上；促动器I的摩擦力与弹簧5的弹性力始终保持平衡；右旋促动器I实现挡块7向前移动使得弹簧5压缩，左旋促动器I实现挡块7向后移动使得弹簧5伸长；重复上述过程，直到金刚石刀具圆心与回转轴系的圆心偏离值小于设定值，利用预紧螺钉9将安装板3固定于支架2上。
[0038]本实用新型的金刚石刀具测量用调心装置，可实现金刚石刀具的高效率，高精度调心，应用于基于原子力显微镜的刀尖圆弧波纹度的纳米级测量。
【主权项】
1.一种金刚石刀具测量用调心装置，其特征在于，所述的调心装置含有促动器(I)、支架(2)、安装板(3)、顶头(4)、弹簧(5)、弹簧座(6)、挡块(7)、螺钉(8)、预紧螺钉(9)、螺纹孔(10)，其连接关系为:促动器(I)固定连接于支架(2)上；顶头(4)固定连接于支架(2)上；弹簧座(6)固定连接于支架(2)上；弹簧(5)固定连接于弹簧座(6);挡块(7)固定链接于安装板(3)上；安装板(3)固定连接于支架(2)上。
2.根据权利要求1所述的金刚石刀具测量用调心装置，其特征在于:所述的促动器(I)为两个，两者呈90°垂直设置，分别安装在支架(2)上；所述的促动器(I)的移动精度分辨率为20nm，用于实现亚微米级的位移调整。
3.根据权利要求1所述的金刚石刀具测量用调心装置，其特征在于:所述的弹簧座(6)设置有两个，两者呈90°垂直设置，分别安装在支架(2)上；所述的弹簧座(6)与促动器(I)沿支架(2)轴向对称设置；所述的弹簧座(6)的重量与促动器(I)的重量相匹配，以便使调心装置的重心位于支架(2)的几何中心上。
4.根据权利要求1所述的金刚石刀具测量用调心装置，其特征在于:所述的弹簧(5)设置有两个，垂直安装在弹簧座(6)上并与顶头(4)配合使用。
5.根据权利要求1所述的金刚石刀具测量用调心装置，其特征在于:所述的挡块(7)通过螺钉(8)固定于安装板(3)上。
6.根据权利要求1所述的金刚石刀具测量用调心装置，其特征在于:所述的安装板(3)通过预紧螺钉(9)固定于支架上。
7.根据权利要求1所述的金刚石刀具测量用调心装置，其特征在于:所述的螺纹孔(10)用于安装金刚石刀具，螺纹孔(10)设置为四个。
【专利摘要】本实用新型提供了一种金刚石刀具测量用调心装置，所述的调心装置含有促动器、支架、安装板、顶头、弹簧、弹簧座、挡块、螺钉、预紧螺钉、螺纹孔，其连接方式为：促动器固定连接于支架上；顶头固定连接于支架上；弹簧座固定连接于支架上；弹簧固定连接于弹簧座；挡块固定链接于安装板上；安装板固定连接于支架上。本实用新型的金刚石刀具测量用调心装置能够实现基于原子力显微镜的刀尖圆弧波纹度的纳米级测量。
【IPC分类】G05B19-404
【公开号】CN204331413
【申请号】CN201420833943
【发明人】岳晓斌, 雷大江, 崔海龙, 张晓峰, 邓飞, 刘坤, 吴定柱, 刘波, 蓝河
【申请人】中国工程物理研究院机械制造工艺研究所
【公开日】2015年5月13日
【申请日】2014年12月25日