本實(shí)用新型為一種桌面微納磨削機(jī)床,主要應(yīng)用于金屬等微小零件的加工,屬于機(jī)械加工領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

微型機(jī)床是Dutta等在1970年首次提出的，2000年在美國(guó)由8所著名大學(xué)的學(xué)者組成了M4技術(shù)研究學(xué)會(huì)，并正式將介于以半導(dǎo)體制造技術(shù)為基礎(chǔ)的微機(jī)械加工技術(shù)與傳統(tǒng)的精密加工技術(shù)之間制造技術(shù)，命名為M4，近年來(lái)國(guó)際上對(duì)M4技術(shù)的核心技術(shù)—桌面微納米制造機(jī)床的研究方面取得較為顯著的成果，桌面微制造機(jī)床是M4制造技術(shù)的關(guān)鍵技術(shù)裝備。國(guó)外在微切削、微銑削和微電火花加工方面的機(jī)床已經(jīng)從實(shí)驗(yàn)室階段發(fā)展到工業(yè)化階段，而我國(guó)仍然處于實(shí)驗(yàn)室階段，開(kāi)展桌面微加工機(jī)床的研究，開(kāi)發(fā)出適合我國(guó)國(guó)情的微機(jī)床是當(dāng)務(wù)之急；桌面微納磨削機(jī)床的研究在我國(guó)還處于空白階段，國(guó)際上的研究還處于實(shí)驗(yàn)室向工業(yè)化過(guò)渡狀態(tài)，開(kāi)展桌面微納磨削機(jī)床的設(shè)計(jì)理論和產(chǎn)品開(kāi)發(fā)研究，無(wú)論在理論研究和產(chǎn)業(yè)化方面都將走在行業(yè)技術(shù)發(fā)展的前沿。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的是，提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，效率較高的微型桌面磨削機(jī)床，以實(shí)現(xiàn)對(duì)微小金屬零件的磨削加工。

本實(shí)用新型為實(shí)現(xiàn)上述目的，需要解決的技術(shù)問(wèn)題是，如何實(shí)現(xiàn)機(jī)床的減震，如何實(shí)現(xiàn)對(duì)零件的橫向和縱向切削，如何實(shí)現(xiàn)對(duì)零件的不同角度的加工，如何實(shí)現(xiàn)有足夠切削速度的前提下的實(shí)現(xiàn)高速、低慣性的主軸切削運(yùn)動(dòng)，如何實(shí)現(xiàn)控制工作臺(tái)的主軸在電機(jī)斷電時(shí)立刻停止旋轉(zhuǎn),避免進(jìn)行重復(fù)定位：最終實(shí)現(xiàn)對(duì)微型金屬零件的磨削。

本實(shí)用新型為解決上述技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是，一種桌面微納磨削機(jī)床,包括圖機(jī)床外殼，減震防震裝置，工作平臺(tái)，微刀具氣動(dòng)進(jìn)給裝置，工件旋轉(zhuǎn)平臺(tái)，鎖緊裝置6部分；其特征在于，所述機(jī)床外殼包括玻璃窗與門(mén)，鋼化玻璃通過(guò)螺釘安裝在玻璃窗框內(nèi)，門(mén)通過(guò)銷釘連接在外殼上；所述減震防震裝置包括空氣彈簧與超磁致伸縮裝置，空氣彈簧底部通過(guò)活塞桿安裝在底座上，頂部吸附在工作平臺(tái)上，通過(guò)自身彈力支撐工作平臺(tái)；減震防震裝置中的超磁致伸縮裝置安裝在工作平臺(tái)的四周，通過(guò)底座和工作平臺(tái)上的定位孔固定位置；所述工作平臺(tái)上有直線導(dǎo)軌與支撐架，直線導(dǎo)軌與支撐架通過(guò)焊接固定在工作平臺(tái)上；所述微刀具氣動(dòng)進(jìn)給裝置由直線電機(jī)提供動(dòng)力，由氣動(dòng)馬達(dá)，氣動(dòng)主軸，磨頭，三爪卡盤(pán)，工作平臺(tái)上的直線導(dǎo)軌與滑塊動(dòng)配合連接，滑塊是由滑塊上方的直線電機(jī)帶動(dòng)，直線電機(jī)附在方向與工作平臺(tái)直線導(dǎo)軌垂直，和滑塊焊接在一起的直線導(dǎo)軌上，另一直線電機(jī)附在微刀具進(jìn)給箱底部的滑塊上，帶動(dòng)滑塊在直線導(dǎo)軌上的滑動(dòng)，由此帶動(dòng)微刀具進(jìn)給箱的運(yùn)動(dòng)，微刀具進(jìn)給箱體內(nèi)凸臺(tái)上通過(guò)螺栓固定氣動(dòng)馬達(dá)，氣動(dòng)馬達(dá)與氣動(dòng)主軸連接，氣動(dòng)主軸的右端安裝設(shè)計(jì)的三爪卡盤(pán)，在三爪卡盤(pán)三個(gè)卡槽內(nèi)裝夾三個(gè)磨頭；所述工件旋轉(zhuǎn)平臺(tái)包括工作圓臺(tái)，平臺(tái)，旋轉(zhuǎn)主軸組成，工作圓臺(tái)由工作圓臺(tái)板，焊接軸焊接而成，底部由伺服電機(jī)帶動(dòng)工作圓臺(tái)沿z軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，焊接軸焊接在工作圓臺(tái)板的圓心處，通過(guò)焊接軸裝配在平臺(tái)上的孔內(nèi)，然后一同裝配在旋轉(zhuǎn)軸的孔內(nèi)，將平臺(tái)與旋轉(zhuǎn)主軸焊接在一起，構(gòu)成旋轉(zhuǎn)平臺(tái)，旋轉(zhuǎn)主軸安裝在工作平臺(tái)的支撐板上，通過(guò)滾動(dòng)軸承減少主軸的摩擦損失，通過(guò)在軸承的兩端安裝軸承端蓋定位軸承，工件旋轉(zhuǎn)平臺(tái)動(dòng)力裝置的伺服電機(jī)通過(guò)螺栓固定在工作平臺(tái)上，伺服電機(jī)通過(guò)聯(lián)軸器與齒輪軸連接，小齒輪通過(guò)螺母與軸肩固定在齒輪軸上，與小齒輪嚙合的大齒輪通過(guò)螺母與軸肩固定在旋轉(zhuǎn)軸的上，構(gòu)成變速裝置；所述鎖緊裝置包括兩個(gè)鎖緊環(huán)，彈簧，鎖緊環(huán)與帶有支架的鎖緊環(huán)通過(guò)螺栓螺母在聯(lián)結(jié)在一起，當(dāng)機(jī)床斷電時(shí)，鎖緊裝置作用在旋轉(zhuǎn)軸上，使主軸停止旋轉(zhuǎn)，這樣避免對(duì)零件的重復(fù)定位，提高零件的加工精度；機(jī)床整體采用T型布局，即刀具主軸橫向工件軸縱向分布完成。

本實(shí)用新型的有益效果:通過(guò)本實(shí)用新型,可以節(jié)省能源、空間和資源, 降低制造成本，提高被加工零件的加工精度的。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型桌面微納磨床正視圖

圖2為本實(shí)用新型桌面微納磨床俯視圖

圖3為本實(shí)用新型桌面微納磨床階梯剖視圖

圖4為本實(shí)用新型桌面微納磨床左剖視圖

圖5為本實(shí)用新型桌面微納磨床機(jī)床外殼軸測(cè)圖

圖6為本實(shí)用新型桌面微納磨床底座軸測(cè)圖

圖7為本實(shí)用新型桌面微納磨床空氣彈簧分布圖

圖8為本實(shí)用新型桌面微納磨床工作平臺(tái)軸測(cè)圖

圖9為實(shí)用新型桌面微納磨床微刀具氣動(dòng)進(jìn)給裝置正視圖

圖10為本實(shí)用新型桌面微納磨床微刀具氣動(dòng)進(jìn)給裝置內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖

圖11為本實(shí)用新型桌面微納磨床工件旋轉(zhuǎn)平臺(tái)裝配圖

圖12為本實(shí)用新型桌面微納磨床工作圓臺(tái)總裝配圖

圖13為本實(shí)用新型桌面微納磨床平臺(tái)軸測(cè)圖

圖14為本實(shí)用新型桌面微納磨床工作圓臺(tái)旋轉(zhuǎn)主軸正視圖

圖15為本實(shí)用新型桌面微納磨床鎖緊裝置裝配圖

圖16為本實(shí)用新型桌面微納磨床左鎖緊環(huán)軸測(cè)圖

圖17為本實(shí)用新型桌面微納磨床右鎖緊環(huán)軸測(cè)圖

其中，

1機(jī)床外殼，101玻璃窗，102門(mén)；2底座；3減震防震裝置：301超磁致伸縮裝置,302空氣彈簧；10工作平臺(tái)：1001直線導(dǎo)軌，1002支撐板；6,9直線電機(jī),8滑塊；7微刀具氣動(dòng)進(jìn)給裝置：701三爪卡盤(pán)，702磨頭，703氣動(dòng)主軸，704氣動(dòng)馬達(dá)；4工件旋轉(zhuǎn)工作平臺(tái)：401動(dòng)力箱，4011伺服電機(jī)，4012小齒輪，4013大齒輪，402旋轉(zhuǎn)主軸，403工作圓臺(tái)，4031工作圓臺(tái)板，4032焊接軸，4033伺服電機(jī)，404平臺(tái)；5鎖緊裝置：501鎖緊環(huán)，502鎖緊環(huán)。

具體實(shí)施方式

桌面微納磨床的工作部分主要分為4部分：微刀具沿橫向和縱向的移動(dòng)，被加工工件隨旋轉(zhuǎn)主軸沿x軸的旋轉(zhuǎn)，被加工工件隨工作圓臺(tái)沿z軸的旋轉(zhuǎn)，刀具對(duì)工件的磨削加工。將工件裝夾在工作圓臺(tái)上，當(dāng)需要對(duì)工件進(jìn)行縱向磨削的時(shí)候，啟動(dòng)直線電機(jī)9，直線電機(jī)9直接將電能直接轉(zhuǎn)化成沿直線運(yùn)動(dòng)的機(jī)械能，帶動(dòng)滑塊沿工作圓臺(tái)直線導(dǎo)軌1001滑動(dòng)，調(diào)節(jié)刀具與工件的縱向相對(duì)位置；當(dāng)需要調(diào)節(jié)刀具與工件橫向相對(duì)位置的時(shí)候，啟動(dòng)直線電機(jī)6，直線電機(jī)6附在微刀具進(jìn)給箱7下方的滑塊上，直線電機(jī)6給進(jìn)給箱7的前后運(yùn)動(dòng)提供動(dòng)力，通過(guò)進(jìn)給箱7的前后運(yùn)動(dòng)，調(diào)節(jié)磨頭702與工件的橫向相對(duì)位置，對(duì)零件進(jìn)行不同角度的加工；進(jìn)給箱7內(nèi)安裝氣動(dòng)馬達(dá)704，氣動(dòng)馬達(dá)704的輸出軸通過(guò)聯(lián)軸器帶動(dòng)氣動(dòng)主軸703的高速旋轉(zhuǎn)，使裝夾在氣動(dòng)主軸703上三爪卡盤(pán)701上的磨頭對(duì)工件進(jìn)行磨削加工；當(dāng)需要對(duì)被加工零件進(jìn)行不同角度的加工時(shí)，工件旋轉(zhuǎn)平臺(tái)4上工作圓臺(tái)403底部的伺服電機(jī)4033帶動(dòng)工作圓臺(tái)403上的被加工工件沿z軸一定角度的旋轉(zhuǎn)，還可通過(guò)旋轉(zhuǎn)主軸402帶動(dòng)平臺(tái)404旋轉(zhuǎn)以使被加工工件沿x軸進(jìn)行一定角度的旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)工件繞z軸與x軸的旋轉(zhuǎn)，工件旋轉(zhuǎn)平臺(tái)的動(dòng)力箱401包括伺服電機(jī)4011，小齒輪4012，大齒輪4013，大齒輪4013安裝在旋轉(zhuǎn)主軸404上，通過(guò)軸肩與螺母固定其位置，小齒輪4012安裝在伺服電機(jī)的輸出軸上，同樣通過(guò)軸肩與螺母固定，齒輪的嚙合構(gòu)成變速裝置，使主軸轉(zhuǎn)速達(dá)到合理的旋轉(zhuǎn)速度；當(dāng)需要在加工過(guò)程中對(duì)零件進(jìn)行調(diào)整時(shí)，電機(jī)斷電的瞬間，鎖緊裝置5通電，通過(guò)電磁作用將上半部分裝置吸附下來(lái)與工件旋轉(zhuǎn)平臺(tái)4的軸相接觸使其停止運(yùn)動(dòng)并停留原位，實(shí)現(xiàn)鎖緊，當(dāng)電機(jī)通電時(shí)，鎖緊裝置5斷電電磁作用消失，鎖緊裝置因彈力彈回原位，工件旋轉(zhuǎn)平臺(tái)開(kāi)始運(yùn)動(dòng)；這樣避免了在加工過(guò)程中因主軸的旋轉(zhuǎn)慣性作用，對(duì)加工零件進(jìn)行重復(fù)定位，使得零件加工誤差更小，使得零件的加工精度得以保證。