[发明专利]微铣刀刃口钝圆测量装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种微铣刀刃口钝圆测量装置及方法，尤其是一种针对微铣刀刃口钝圆的机械接触式测量装置及方法，属于精微测量技术领域。

技术背景

随着微/纳米科学与技术的迅猛发展，以形状及尺度微小为特征的微小型化技术在航空航天、精密仪器、生物医疗、汽车和电子等领域得以广泛的应用。微细铣削技术在各类微小型化零部件的加工制造中发挥着越来越重要的作用，而微铣刀是最终实现各种微小型化技术的基础工具装备之一，其刀刃直径一般在1mm以下。微铣刀刃口材料一般由聚晶金刚石（PCD）、立方氮化硼（CBN）等超硬材料制成的超硬刀头组成。微铣刀刃口钝圆是微铣刀的主要参数，其大小一般在1um-10um之间。获得刃口钝圆的精确数据是使用微铣刀的前提，由于微铣刀的刃口钝圆非常小，并且刃口材料多为多晶或者聚晶金刚石材料，现有技术中多数采用非接触测量方法进行测量，其测量精度较低，无法满足实际使用的需要，有的甚至于根本无法进行测量。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术缺陷，提供一种能高效、精确地测量微铣刀刃口钝圆数据的测量装置及方法。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种微铣刀刃口钝圆测量装置，包括CCD显微镜机构、测量平台、微铣刀夹持运动机构和接触式粗糙度仪；所述CCD显微镜机构包括CCD显微镜、安装在底座上的立板和安装在立板上用于使CCD显微镜上下运动的调节装置；所述测量平台上设有窄缝，位于CCD显微镜的下方；所述微铣刀夹持运动机构位于测量平台的侧边，包括四轴运动平台和固定连接在四轴运动平台用于固定夹持微铣刀的弹簧夹头。

本发明中，所述调节装置包括镜头支架、固定安装在立板上的滚珠丝杠和设在立板与滚珠丝杠平行的直线导轨；所述滚珠丝杠顶端固定连接滚动手柄，滚珠丝杠杠身上安装滚珠螺母，直线导轨上安装导轨滑台，滚珠螺母与直线导轨之间通过连板连接；所述镜头支架通过连板支架与连板连接。

本发明中，所述测量平台上的窄缝宽度为50-100um、窄缝长度为3mm。

本发明中，所述测量平台的窄缝由硬质合金材料制成，窄缝下方为大于135°的喇叭口形。

本发明中，所述四轴运动平台中XYZ轴的运动精度为1um、R轴的旋转精度0.2°。

本发明还提供了一种微铣刀刃口钝圆测量方法，具体包括以下步骤：

1）、将微铣刀刃口与窄缝重合，形成倒V型微凸起；

2)、将接触式粗糙度仪沿微铣刀刀刃垂直方向滑动，测量倒V型微凸起区域的表面轮廓数据，导入计算机处理，得到微铣刀刃口钝圆数据。

本发明中，所述步骤1）具体过程为：

11）、调整CCD镜头的焦距聚焦于测量平台的窄缝处，在显示屏上形成清晰窄缝图像；

12）、将微铣刀固定在四轴运动平台上，调整四轴运动平台使微铣刀刃口钝圆靠近测量平台，并使微铣刀刃口平行位于窄缝前方；

13）、在5倍物镜的CCD显微镜下，精密调整四轴运动平台使微铣刀刃口垂直位于窄缝正下方1mm处，然后缓慢调整四轴运动平台使微铣刀刃口与窄缝重合，微铣刀刃口与窄缝形成高度为50-100um倒V型微凸起。

本发明中，所述步骤2）中倒V型微凸起区域的表面轮廓测量长度为3-6mm。

本发明的有益效果在于：(1)、本测量方法将微铣刀刃口与窄缝之间的进行无缝精密重合，然后采用接触式粗糙度仪测量表面轮廓，实现微铣刀刃口钝圆的测量，其测量精度高，测量速度快；(2)、本测量装置结构简单、使用方便，大大提高了测量效率。

附图说明

图1为本发明微铣刀刃口钝圆测量装置的主视图；

图2为本发明微铣刀刃口钝圆测量装置的左视图；其中（a）为左视图，（b）为图（a）中A点放大图；

图3为微铣刀刃口与窄缝重合区域示意图；

图4为本发明微铣刀刃口钝圆测量方法过程示意图，其中（a）为微铣刀刃口靠近窄逢平台、（b）为微铣刀刃口与窄逢平台完全重合、（c）接触式粗糙度仪上探针在窄逢平台附近滑动测量；

图5为倒V型表面轮廓示意图。

具体实施方式

    下面结合附图对本发明微铣刀刃口钝圆测量装置及方法作详细说明, 其适用于单晶或者PCD微铣刀的高效快捷测量。