一種用于單點金剛石飛刀銑削加工特殊晶體的專用刀盤的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種單點金剛石飛刀銑削超精密機床加工特殊晶體的專用刀盤，屬于超精密加工技術領域。
【背景技術】
[0002]在激光核聚變需求牽引下，美、日、法、中等國家先后建造了20多臺大型激光裝置。在這些激光裝置中，為了提高核聚變反應效率，都需要使用KDP晶體波長變換技術。但是KDP晶體是一種軟脆材料，硬度非常低，具有很強吸濕性，溫度急劇變化時，容易破裂，鏡面加工十分困難。而利用單點金剛石飛刀切削技術(single point diamond turning，SF1DT)是目前加工脆性材料的一種較好的加工方法。它能夠高精度高效率的加工出光學表面，并且沒有塌邊，加工后的夾雜物也不會留在被加工表面上。然而，根據(jù)相關文獻得知，對于KDP這種難加工材料進行切削加工時，刀具前角在-25°到-45°之間切削質量最好，不然則會造成KDP內(nèi)部晶格不同程度的破壞，進而會對表面的切削質量造成一系列不良的影響。當前，單點金剛石飛刀切削技術中的刀片大部分是以一定角度固定在刀盤上，不能實現(xiàn)刀具前角的連續(xù)調整。此外，加工特殊晶體時金剛石刀具的切削刃會出現(xiàn)不同程度的磨損，進而會影響被加工件的表面質量，而目前刀盤無法改變刀具的實際切削角度，刀具磨損后需要對刀進行修復或者換刀，直接導致加工效率的降低和加工成本的增加。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明需要解決的技術問題在于:針對現(xiàn)有技術存在的缺點和不足，提供一種結構簡單、調整靈活、可連續(xù)調整金剛石刀具切削前角，并且能提高切削質量的用于單點金剛石飛刀切削超精密機床加工特殊晶體的專用刀盤。
[0004]本發(fā)明之一種用于單點金剛石飛刀銑削超精密機床加工特殊晶體的專用刀盤，其特征在于，由刀盤本體、角度調整塊、刀架等構成刀盤系統(tǒng);所述刀盤本體上開設有半圓柱槽，所述半圓柱槽沿刀盤本體周向布置，所述角度調整塊可旋轉地套設與圓柱槽中并通過第一緊固件緊固定位。
[0005]所述第一緊固件為定位螺釘和緊定螺釘兩種，所述刀盤本體上開設有連通半圓柱槽的螺紋孔，所述定位螺釘與刀盤上的螺紋孔配合并與角度調整塊上的圓孔配合，實現(xiàn)角度調整塊的定位，使其按設計的軸線旋轉。當位置固定了以后，靠另一端的緊定螺釘緊固。所述刀架安裝于角度調整塊上，所述角度調整塊上沿垂直于刀盤中心軸的方向設有定位圓柱凸臺，所述刀架可旋轉地套設于圓柱凸臺上，使刀架的位置更加準確，并通過第二緊固件緊固定位。
[0006]所述第二緊固件為緊定螺釘，所述角度調整塊上開設有相應的螺紋孔，并且刀架上開設有相應的階梯孔，所述緊定螺釘通過刀架上的階梯孔然后與角度調整塊上的螺紋孔配合并緊固于角度調整塊上，從而實現(xiàn)刀架的定位與緊固。
[0007]所述刀架上開設有與定位凸臺相配合的定位孔。
[0008]所述刀架上開設有用來安裝金剛石刀具的凹槽。
[0009]所述角度調整塊和刀架上均刻有相應的刻度標尺。
[0010]所述刀盤本體外圓周側開設有動平衡調整螺栓孔，并有相應的動平衡調整螺釘與之配合。
[0011]所述角度調整塊的固定端面開設有相應的圓弧槽與第一緊固件緊定螺釘相配合。
[0012]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的創(chuàng)新在于:本發(fā)明通過在刀盤本體的外圓側安裝一個角度調整塊，來調整金剛石刀具的切削前角，不僅可以實現(xiàn)在切削范圍內(nèi)的連續(xù)調整，還可以在刀架上進行高分辨率的調整。不僅提高了被加工件的表面質量，同時也提高了加工的效率，并且該結構比較簡單，操作比較方便，容易實現(xiàn)。
【附圖說明】
[0013]圖1為本發(fā)明主視結構示意圖。
[0014]圖2為本發(fā)明整體爆炸示意圖。
[0015]圖3為本發(fā)明角度調整塊結構示意圖。
[0016]圖4為本發(fā)明刀架結構示意圖。
[0017]圖中:1、刀盤本體;2、沉頭孔;3、定位孔;4、第一緊固件;5、刀架;6、第三緊固件;7、角度調整塊;8、動平衡調整螺紋孔;9、第一緊固件凹槽；10、半圓柱凹槽；11、第一螺紋孔，
13、第二螺紋孔，18、第三螺紋孔；12、圓柱凸臺；14、刀架定位孔；15、階梯孔;16、定位孔;17、第二緊固件;19、圓弧凹槽;20、刻度標尺;21、第三緊固件凹槽;22、金剛石刀具安裝槽。
【具體實施方式】
[0018]如圖1、圖2所示，本發(fā)明為一種單點金剛石飛刀銑削超精密機床加工特殊晶體的專用刀盤，包括刀盤本體1、角度調整塊7、刀架5。刀盤本體I的端面上開設有均勻分布的沉頭孔2，沉頭孔2用于刀盤本體I與機床主軸之間的聯(lián)接。刀盤本體I的中心開有定位孔3，定位孔3用于刀盤本體I與機床主軸安裝時的定位，使刀盤本體I與機床主軸中心保持一致。刀盤本體I的外圓周開設有對稱的兩個半圓柱槽10，半圓柱槽10內(nèi)安裝有角度調整塊7，通過第一緊固件4中的定位螺釘配合后，再由緊定螺釘固定；角度調整塊7首先以定位螺釘為軸線旋轉一定角度，當旋轉至工作角度時候，由緊定螺釘緊固。第一緊固件凹槽9設置在半圓柱槽10兩端，第一緊固件4安裝在第一緊固件凹槽9內(nèi)，當角度調整塊7旋轉時，安裝在其上的刀架5帶著金剛石刀具也隨之變化，進而導致切削前角發(fā)生變化。在對KDP晶體這種難加工材料進行切削時，能將金剛石刀具的切削前角調整至最佳切削范圍內(nèi)，以保證切削質量。
[0019]第一緊固件4分為兩種螺釘，一種是定位螺釘，作用是使角度調整塊7以其為中心軸線并繞其旋轉，另一種是緊定螺釘，作用是使角度調整塊7固定。刀盤本體I上開有連通半圓柱槽10的第一螺紋孔11，當角度調整塊7通過定位螺釘安裝好以后，通過緊定螺釘與第一螺紋孔11配合并壓緊使其緊固。當需要調整金剛石刀具的切削前角時，松開緊定螺釘，旋轉角度調整塊7至工作位置，再擰緊緊定螺釘即可。
[0020]如圖2所示，金剛石刀具通過第三緊固件6安裝在金剛石刀具安裝槽22中。在角度調整塊7上旋轉刀架5至工作角度后，通過第二緊固件17固定，即完成對金剛石刀具實際切削角度的調節(jié)。當?shù)都?旋轉時，安裝在其上的金剛石刀具的實際切削角度也隨之變化。當金剛石刀具切削刃出現(xiàn)磨損時，通過調整刀架5的位置來改變金剛石刀具的實際切削角度，來保證加工質量。由于不用對刀具進行修復和更換，從而節(jié)約了時間，降低了加工成本，提高了加工效率。
[0021]第二緊固件17為緊定螺釘，角度調整塊7上開有第二螺紋孔13，刀架5上開有相應的階梯孔15，緊定螺釘通過階梯孔15與第二螺紋孔13配合把刀架5壓緊在角度調整塊7上。需要調整金剛石刀具的實際切削角時，松開緊定螺釘，旋轉刀架5進行位置調整，再擰緊緊定螺釘即可。
[0022]如圖3所示，刀架5上開設有金剛石刀具安裝槽22，金剛石刀具安裝在金剛石刀具安裝槽22中，并通過第三緊固件6固定。第三緊固件凹槽21設置在金剛石刀具安裝槽22兩端，第三緊固件6安裝在第三緊固件凹槽21內(nèi)，第三螺紋孔18設置在第三緊固件凹槽21與金剛石刀具安裝槽22之間；刀架5的中心設有刀架定位孔14。
[0023]如圖4所示，角度調整塊7的外圓周面上和刀架5的端面上均有刻度標尺20，兩刻度標尺20分別用于連續(xù)調整角度調整塊7的旋轉角度即切削前角和刀架5的旋轉角度即實際切削角度。角度調整塊7的頂部一端開有定位孔16，另一端上開設有與緊定螺釘相配合的圓弧凹槽19，圓弧凹槽19能對角度調整塊7進行很好的軸向限位固定，防止角度調整塊7在工作狀態(tài)時發(fā)生偏移。角度調整塊7的側端面上分別設有第二螺紋孔13、圓柱凸臺12，第二螺紋孔13設置在圓柱凸臺12兩側，圓柱凸臺12設置在中間位置。
[0024]刀盤本體I的外圓側沿圓周方向開設有八個動平衡調整螺栓孔8，動平衡調整螺栓孔8中有與之配合的調整螺釘，通過在動平衡調整螺栓孔8中配合不同個數(shù)的螺釘以及擰入的深度來調節(jié)刀盤在主軸驅動下旋轉的動平衡，最終達到最佳旋轉狀態(tài)，以削弱刀盤在高速轉動過程中的振動。
【主權項】
1.一種用于單點金剛石飛刀銑削加工特殊晶體的專用刀盤，其特征在于:該專用刀盤包括刀盤本體(I)、角度調整塊(7)、刀架(5);刀盤本體(I)的端面上開設有均勻分布的沉頭孔(2)，沉頭孔(2)用于刀盤本體(I)與機床主軸之間的聯(lián)接;刀盤本體(I)的中心開有定位孔(3)，定位孔(3)用于刀盤本體(I)與機床主軸安裝時的定位，使刀盤本體(I)與機床主軸中心保持一致;刀盤本體(I)的外圓周開設有對稱的兩個半圓柱槽(10)，半圓柱槽(10)內(nèi)安裝有角度調整塊(7)，通過第一緊固件(4)中的定位螺釘配合后，再由緊定螺釘固定;角度調整塊(7)首先以定位螺釘為軸線旋轉一定角度，當旋轉至工作角度時候，由緊定螺釘緊固；第一緊固件凹槽(9)設置在半圓柱槽(10)兩端，第一緊固件(4)安裝在第一緊固件凹槽(9)內(nèi)，當角度調整塊(7)旋轉時，安裝在其上的刀架(5)帶著金剛石刀具也隨之變化，進而導致切削前角發(fā)生變化;在對KDP晶體這種難加工材料進行切削時，能將金剛石刀具的切削前角調整至最佳切削范圍內(nèi)，以保證切削質量。2.根據(jù)權利要求1所述的一種用于單點金剛石飛刀銑削加工特殊晶體的專用刀盤，其特征在于:第一緊固件(4)分為兩種螺釘，一種是定位螺釘，作用是使角度調整塊(7)以其為中心軸線并繞其旋轉，另一種是緊定螺釘，作用是使角度調整塊(7)固定;刀盤本體(I)上開有連通半圓柱槽(10)的第一螺紋孔(11)，當角度調整塊(7)通過定位螺釘安裝好以后，通過緊定螺釘與第一螺紋孔(11)配合并壓緊使其緊固；當需要調整金剛石刀具的切削前角時，松開緊定螺釘，旋轉角度調整塊(7)至工作位置，再擰緊緊定螺釘即可。3.根據(jù)權利要求1所述的一種用于單點金剛石飛刀銑削加工特殊晶體的專用刀盤，其特征在于:金剛石刀具通過第三緊固件(6)安裝在金剛石刀具安裝槽(22)中；在角度調整塊(7)上旋轉刀架(5)至工作角度后，通過第二緊固件17固定，即完成對金剛石刀具實際切削角度的調節(jié)；當?shù)都?5)旋轉時，安裝在其上的金剛石刀具的實際切削角度也隨之變化；當金剛石刀具切削刃出現(xiàn)磨損時，通過調整刀架(5)的位置來改變金剛石刀具的實際切削角度，來保證加工質量；由于不用對刀具進行修復和更換，從而節(jié)約了時間，降低了加工成本，提高了加工效率。4.根據(jù)權利要求1所述的一種用于單點金剛石飛刀銑削加工特殊晶體的專用刀盤，其特征在于:第二緊固件(17)為緊定螺釘，角度調整塊(7)上開有第二螺紋孔(13)，刀架(5)上開有相應的階梯孔(15)，緊定螺釘通過階梯孔(15)與第二螺紋孔(13)配合把刀架(5)壓緊在角度調整塊(7)上；需要調整金剛石刀具的實際切削角時，松開緊定螺釘，旋轉刀架(5)進行位置調整，再擰緊緊定螺釘即可。5.根據(jù)權利要求1所述的一種用于單點金剛石飛刀銑削加工特殊晶體的專用刀盤，其特征在于:刀架(5)上開設有金剛石刀具安裝槽(22)，金剛石刀具安裝在金剛石刀具安裝槽(22)中，并通過第三緊固件(6)固定;第三緊固件凹槽(21)設置在金剛石刀具安裝槽(22)兩端，第三緊固件(6)安裝在第三緊固件凹槽(21)內(nèi)，第三螺紋孔18設置在第三緊固件凹槽(21)與金剛石刀具安裝槽(22)之間；刀架(5)的中心設有刀架定位孔(14)。6.根據(jù)權利要求1所述的一種用于單點金剛石飛刀銑削加工特殊晶體的專用刀盤，其特征在于:角度調整塊(7)的外圓周面上和刀架(5)的端面上均有刻度標尺(20)，兩刻度標尺(20)分別用于連續(xù)調整角度調整塊(7)的旋轉角度即切削前角和刀架(5)的旋轉角度即實際切削角度;角度調整塊(7)的頂部一端開有定位孔(16)，另一端上開設有與緊定螺釘相配合的圓弧凹槽(19)，圓弧凹槽(19)能對角度調整塊(7)進行很好的軸向限位固定，防止角度調整塊(7)在工作狀態(tài)時發(fā)生偏移；角度調整塊(7)的側端面上分別設有第二螺紋孔(13)、圓柱凸臺(12)，第二螺紋孔(13)設置在圓柱凸臺(12)兩側，圓柱凸臺(12)設置在中間位置。7.根據(jù)權利要求1所述的一種用于單點金剛石飛刀銑削加工特殊晶體的專用刀盤，其特征在于:刀盤本體(I)的外圓側沿圓周方向開設有八個動平衡調整螺栓孔(8)，動平衡調整螺栓孔(8)中有與之配合的調整螺釘，通過在動平衡調整螺栓孔(8)中配合不同個數(shù)的螺釘以及擰入的深度來調節(jié)刀盤在主軸驅動下旋轉的動平衡，最終達到最佳旋轉狀態(tài)，以削弱刀盤在高速轉動過程中的振動。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于單點金剛石飛刀銑削加工特殊晶體的專用刀盤，屬于超精密加工技術領域。刀盤本體上開設有半圓柱槽，半圓柱槽沿刀盤本體周向布置，角度調整塊可旋轉地套設與圓柱槽中并通過第一緊固件緊固定位。第一緊固件為定位螺釘和緊定螺釘兩種，刀盤本體上開設有連通半圓柱槽的螺紋孔，定位螺釘與刀盤上的螺紋孔配合并與角度調整塊上的圓孔配合，實現(xiàn)角度調整塊的定位，使其按設計的軸線旋轉。本發(fā)明通過在刀盤本體的外圓側安裝一個角度調整塊，來調整金剛石刀具的切削前角，不僅可以實現(xiàn)在切削范圍內(nèi)的連續(xù)調整，還可以在刀架上進行高分辨率的調整。提高了被加工件的表面質量、加工的效率，并且該結構簡單、操作方便、易實現(xiàn)。
【IPC分類】B28D5/02
【公開號】CN105710981
【申請?zhí)枴緾N201610258523
【發(fā)明人】關佳亮, 孫曉楠, 趙顯輝, 任勇, 戚澤海, 路文文, 朱生根
【申請人】北京工業(yè)大學