[发明专利]一种微型线材超精密旋转车削机头及其加工工艺

说明书

本发明涉及一种微型线材超精密旋转车削机头，包括一气浮转台、一中空的步进电机、多个车刀架、多个弹簧与一中空锥形的丝杠滑台，气浮转台设有一阶梯槽，阶梯槽的底端处设有一盖板，盖板的底端设有丝杠滑台，丝杠滑台的底端处设有步进电机，或者步进电机为压电陶瓷大行程纳米滑台，盖板穿设有车刀架，车刀架与气浮转台之间压设有弹簧，并且与丝杠滑台线性抵接，气浮转台的中心位置处设有一线材孔。该微型线材超精密旋转车削机头具有提高车削工艺精度，实现轴向和径向的同步进给，降本增效，提高通用性以及使用范围等优点。

技术领域

本发明涉及线材精密车削技术领域，特别是一种微型线材超精密旋转车削机头。

背景技术

目前，电子、半导体芯片、医疗、光学、军工，对微型的零件的需求种类和数量越来越多，而且，对于零件尺寸的小型化要求也在不断的加强。传统的车削工艺，加工精度达到5μm～0.01mm，已经难以满足上面小型化零件加工精度的要求。所以，需要研发超精密加工精度的车床机头。

为此我们研发了一种微型线材超精密旋转车削机头，用以解决以上问题。

发明内容

本发明目的是为了克服现有技术的不足而提供一种微型线材超精密旋转车削机头，具有提高车削工艺精度，实现轴向和径向的同步进给，降本增效，提高通用性以及使用范围等优点。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种微型线材超精密旋转车削机头，包括一气浮转台、一中空的步进电机、多个车刀架、多个弹簧与一中空锥形的丝杠滑台，所述气浮转台设有一阶梯槽，所述阶梯槽的底端处设有一盖板，所述盖板的底端设有所述丝杠滑台，所述丝杠滑台的底端处设有所述步进电机，或者所述步进电机为压电陶瓷大行程纳米滑台，所述盖板穿设有所述车刀架，所述车刀架与所述气浮转台之间压设有所述弹簧，并且与所述丝杠滑台线性抵接，所述气浮转台的中心位置处设有一线材孔。

优选的，所述丝杠滑台设有一锥面，所述锥面与水平面的夹角为α，所述夹角α的范围为0°＜α＜90°。

优选的，所述夹角α＝45°。

优选的，所述车刀架的一端设有一斜面，所述斜面与所述锥面通过油膜线性抵接。

优选的，所述步进电机设有一中心孔，所述中心孔的一端处设有一圆弧，所述中心孔、所述丝杠滑台的中心线与所述线材孔的中心线重合。

优选的，所述盖板设有圆周均布的插孔，所述车刀架与所述插孔插接，所述车刀架的顶端处设有一微型车刀。

优选的，所述车刀架设有一凹槽，所述插孔与所述凹槽压设所述弹簧。

优选的，所述微型车刀为车槽刀、圆锥刀、外螺纹刀中的任一种。

优选的，一种微型线材超精密旋转车削机头的加工工艺，包括以下步骤：

9.1微型送料机构将微型线材穿过中空轴丝杠的步进电机40和所述丝杠滑台，并送至微型车刀的对称中心处，此时停止送料；

9.2所述气浮转台带动所述车刀架和所述微型车刀高速旋转，所述气浮转台的轴向跳动最高为0.01μm，并且径向跳动最高为0.0123μm；

9.3所述步进电机转动并推动所述丝杠滑台做进给运动，所述锥面进给挤压所述车刀架的所述斜面，所述弹簧压缩使得所述车刀架做径向运动，同时，所述弹簧拉伸推动所述车刀架做径向运动；

9.4所述微型车刀对微型线材进行车削外圆台阶加工。

优选的，一种微型线材超精密旋转车削机头的加工工艺，步骤9.1中，所述步进电机的最小进给分辨率为0.025mm，再经过信号256倍的细分，达到最小进给分辨率为0.1μm，或者压电陶瓷大行程纳米滑台的进给直线度为0.1μm/100mm，并且分辨率为1nm。