專利名稱：一種多功能微機床的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種特種加工技術領域的機床，尤其涉及一種集微細電火花加工、微細電化學加工、微細超聲加工、微細車削加工、微細銑削加工、微細拉削加工于一體的多功能微細加工機床，屬于多功能微機床的改造技術。
背景技術：
微細加工在精密模具、航空航天、精密儀器、生物醫療等眾多領域具有廣泛的應用，目前發展的許多微細加工方法，如微細電火花加工、微細電化學加工、微細超聲加工等，這些加工方法一般只能進行一些簡單結構的加工，對于復雜結構或者更精細的加工，單個加工方法難以滿足加工要求，需要使用多個加工手段來實現對復雜微結構的加工，而對于微加工來說，為了滿足加工精度需要一次裝夾多次加工，對于單功能微細加工機床難于滿足加工要求，對于損耗的電極對微細加工也帶來很大的加工誤差。

發明內容
本發明的目的在于考慮上述問題而提供一種工件一次裝夾、可實現一種或多種復合加工的多功能微機床。本發明設計合理，方便實用。本發明的技術方案是本發明的多功能微機床，包括有微細電火花加工模塊、微細電化學加工模塊、微細超聲加工模塊和微細車銑加工模塊、光學隔振臺和裝設在光學隔振臺上的旋轉平臺，光學隔振臺上固定有立柱，立柱穿透旋轉平臺，微細電火花模塊、微細電化學模塊、微細超聲模塊和微細車銑模塊裝設在立柱的周向，微細電火花加工模塊包括固定在所述立柱上的電動位移臺、固定在微細電火花電動位移臺上的微細電火花主軸和固定在旋轉平臺上、能左右平面移動及上下移動的三位移臺，三位移臺上設有電火花工作槽；所述微細電化學加工模塊包括固定在立柱上的電化學電動位移臺、固定在電化學電動位移臺上的電化學主軸和固定在旋轉平臺上、能左右平面移動的電化學二維電動位移臺，電化學二維電動位移臺上設有電化學工作槽；所述微細超聲加工模塊包括固定在立柱上的超聲電動位移臺、固定在超聲電動位移臺上的微細超聲主軸和固定在旋轉平臺上、能左右平面移動的超聲二維電動位移臺，超聲二維電動位移臺上設有超聲工作槽，超聲工作槽內固定有超聲振動臺，且超聲工作槽裝設在與微細超聲主軸的下方相對應的位置上；所述微細車銑加工模塊包括固定在立柱上的車銑電動位移臺、固定在車銑電動位移臺上的微細車削主軸和固定在旋轉平臺上的長行程單向位移臺，長行程單向位移臺上固定有能左右平面移動的車銑二維電動位移臺，車銑二維電動位移臺上固定有單向壓電微位移平臺，單向壓電微位移平臺上固定有車刀架。上述微細電火花加工模塊中還包括有與微細電火花主軸配合的電極放電磨削模塊，電極放電磨削模塊固定在旋轉平臺上，電極放電磨削模塊包括能左右平面移動的電極放電磨削二維電動位移臺、固定在電極放電磨削二維電動位移臺上的電極放電磨削工作 槽。
上述電極放電磨削工作槽中設有電極放電磨削走絲機構和反拷塊。上述光學隔振臺上還裝設有用于在線檢測和測量的視頻顯微儀，視頻顯微儀放置在光學隔振臺上。本發明由于米用將微細電火花模塊、微細電化學模塊、微細超聲模塊和微細車統模塊設于所述固定在光學隔振臺的立柱上的結構，所述立柱穿透設于光學隔振臺上的旋轉平臺；旋轉平臺固定在隔振臺上，隔振臺提高隔振效果，在超載偏重的實驗條件下，瞬間達到初始平衡系統；旋轉平臺在隔振臺上可繞立柱360°旋轉。每個模塊能夠進行單獨的加工，也可以隨著旋轉平臺的轉動進行復合加工。本發明多功能微機床通過轉盤的轉動，可以實現微細電火花、微細電化學、微細超聲、微細車削、微細銑削、微細拉削等復合加工，加工結構復雜的微細零部件，當工具電極出現磨損時還能實現工具電極的在線修整，確保加工精度。本發明是一種設計巧妙，性能優良，方便實用的可以實現微細電火花加工、微細電化學加工、微細超聲加工、微車削加工、微銑削加工、微拉削加工中的一種加工或多種復合加工的多功能微機床。


圖I為本發明實施例的立體結構示意圖。圖2為本發明實施例的立體結構示意圖。圖3為圖I所示多功能微機床的俯視結構示意圖。圖4為本發明實施例的使用狀態的結構示意圖。圖5為本發明實施例的另一種使用狀態的結構示意圖。圖6為本發明實施例的另一種使用狀態的結構示意圖。圖7為本發明實施例的另一種使用狀態的結構示意圖。
具體實施例方式實施例
本發明的結構示意圖如圖1、2、3、4所示，本發明的多功能微機床，包括有微細電火花加工模塊、微細電化學加工模塊、微細超聲加工模塊和微細車銑加工模塊、光學隔振臺10和裝設在光學隔振臺10上的旋轉平臺11，光學隔振臺10上固定有立柱13，立柱13穿透旋轉平臺11，微細電火花模塊、微細電化學模塊、微細超聲模塊和微細車銑模塊裝設在立柱13的周向，微細電火花加工模塊包括固定在所述立柱13上的電動位移臺32、固定在微細電火花電動位移臺32上的微細電火花主軸31和固定在旋轉平臺11上、能左右平面移動及上下移動的三位移臺34，三位移臺34上設有電火花工作槽33 ;所述微細電化學加工模塊包括固定在立柱13上的電化學電動位移臺42、固定在電化學電動位移臺42上的電化學主軸41和固定在旋轉平臺11上、能左右平面移動的電化學二維電動位移臺44，電化學二維電動位移臺44上設有電化學工作槽43 ;所述微細超聲加工模塊包括固定在立柱13上的超聲電動位移臺22、固定在超聲電動位移臺22上的微細超聲主軸21和固定在旋轉平臺11上、能左右平面移動的超聲二維電動位移臺25，超聲二維電動位移臺25上設有超聲工作槽23，超聲工作槽23內固定有超聲振動臺24，且超聲工作槽23裝設在與微細超聲主軸21的下方相對應的位置上；所述微細車銑加工模塊包括固定在立柱13上的車銑電動位移臺52、固定在車銑電動位移臺52上的微細車削主軸51和固定在旋轉平臺11上的長行程單向位移臺56，長行程單向位移臺56上固定有能左右平面移動的車銑二維電動位移臺55，車銑二維電動位移臺55上固定有單向壓電微位移平臺54，單向壓電微位移平臺54上固定有車刀架53。上述微細電火花加工模塊中還包括有與微細電火花主軸31配合的電極放電磨削模塊60，電極放電磨削模塊60固定在旋轉平臺11上，電極放電磨削模塊60包括能左右平面移動的電極放電磨削二維電動位移臺63、固定在電極放電磨削二維電動位移臺63上的電極放電磨削工作槽62。上述電極放電磨削工作槽62中設有電極放電磨削走絲機構61和反拷塊64。本實施例中，上述光學隔振臺10上還裝設有用于在線檢測和測量的視頻顯微儀12，視頻顯微儀12放置在光學隔振臺10上。 本發明的工作原理如下如圖1、2、3、4所示，微細電火花加工時，微細電火花主軸31在微細電火花電動位移臺32上可以Z向運動，微細電火花主軸31下面對應三位移臺34，三位移臺34可以實現XYZ三個方向的運動，微細電火花加工工作槽33固定在三位移臺34上，工件固定在電火花工作槽33內，微細電火花主軸31的Z向下降與三位移臺34的XY向平動配合對刀；實施數控電火花加工運動；加工結束，微細電火花主軸31Z軸抬刀。以上加工過程通過視頻顯微儀12實現在線測量和檢測。當微細電火花工具頭出現磨損時，微細電火花主軸31的Z軸抬刀，旋轉平臺11逆時針旋轉135°，微細電火花主軸31和電極放電磨削模塊60配合，電極放電磨削工作槽62固定在電極放電磨削二維電動位移臺63上，電極放電磨削走絲機構61和反拷塊64放置在電極放電磨削工作槽62內。微細電火花主軸31的Z向下降與電極放電磨削二維電動位移臺62的XY平動對刀；實施數控電極放電磨削加工，加工過程通過視頻顯微儀12實現在線測量和檢測，加工結束，微細電火花主軸31抬刀，旋轉平臺11順時針旋轉135°，可以接著進行微細電火花加工，避免了二次裝夾工具電極帶來的加工誤差。如圖1、2、3、5所示，微細車削加工時，微細車削主軸51在車銑電動位移臺52上可以Z向運動，微細車削主軸51下面對應車刀架53，車刀架53固定在單向壓電微位移平臺54上，單向壓電微位移平臺54固定在車銑二維電動位移臺55上，微細車削主軸51上裝夾工件，微細車削主軸51的Z向下降與車銑二維電動位移臺55的XY向平動配合對刀；然后通過單向壓電微位移平臺54徑向進給，實施數控微細車削加工；加工結束，微細車削主軸51Z向抬刀，車銑二維電動位移臺55的XY向后退，加工過程通過視頻顯微儀12實現在線測量和檢測。微細拉削時，車刀架53上裝夾車刀，車刀架53固定在單向壓電微位移平臺54上，單向壓電微位移平臺54固定在車銑二維電動位移臺55上，車銑二維電動位移臺55固定在長行程單向位移臺56上，車刀架53在長行程單向位移臺56上移動到與三位移臺34相對，工件裝夾在三位移臺34上，三位移臺34XYZ向運動對刀；實施數控拉削加工運動，加工結束，三位移臺34的XYZ向退刀；加工過程通過視頻顯微儀12實現在線測量和檢測。微細銑削加工時，旋轉平臺11逆時針45°轉動，微細車削主軸51下面對應著三位移臺34，微細車削主軸51裝夾銑刀，工件固定在三位移臺34上，微細車削主軸51的Z向下降與三位移臺34XYZ向平動配合對刀；然后通過三位移臺34進給，實施數控微細銑削加工；加工結束，微細車削主軸51的Z向抬刀，旋轉平臺11順時針45°歸位，加工過程通過視頻顯微儀12實現在線測量和檢測。當微細銑削工具頭出現磨損時，微細電火花主軸31的Z軸抬刀，旋轉平臺11逆時針旋轉135°，微細電火花主軸31和電極放電磨削模塊60配合，實施數控電極放電磨削加工，加工過程通過視頻顯微儀12實現在線測量和檢測，加工結束，微細電火花主軸31抬刀，旋轉平臺11順時針旋轉135°，可以接著進行微細銑削加工，避免了二次裝夾工具電極帶來的加工誤差。如圖1、2、3、6所示，微細電化學加工時，電化學主軸41在電化學電動位移臺42上可以Z向運動，電化學主軸41下面對應著電化學工作槽43，電化學工作槽43固定在電化學二維電動位移臺44上，電化學主軸41上裝夾工具電極，工件固定在電化學工作槽43內，電化學主軸41的Z向下降與電化學二維電動位移臺44XY向平動對刀；然后通過電化學二維電動位移臺44的XY進給，實施數控微細電化學加工；加工結束，電化學主軸41的Z向抬刀，加工過程通過視頻顯微儀12實現在線測量和檢測。當微細電化學工具頭出現磨損時，電化學主軸41Z軸抬刀，旋轉平臺11逆時針旋轉45°，電化學主軸41和電極放電磨削模塊60配合，實施數控電極放電磨削加工，加工過程通過視頻顯微儀實現在線測量和檢測，加工結束，電化學主軸41抬刀，旋轉平臺11順時針旋轉45 °，可以接著進行微細電化學加工，避免了二次裝夾工具電極帶來的加工誤差。 如圖1、2、3、7所示，微細超聲加工時，微細超聲主軸21在超聲電動位移臺22上可以Z向運動，微細超聲主軸21下面對應著超聲工作槽23，超聲振動臺24固定在超聲工作槽23內，整個工作臺固定在超聲二維電動位移臺25上，微細超聲主軸21裝夾工具頭，工件固定在超聲工作槽23內，微細超聲主軸21Z向下降與超聲二維電動位移臺25XY向平動對刀；然后通過超聲二維電動位移臺25XY的進給，實施數控微細超聲加工；加工結束，微細超聲主軸21Z向抬刀，加工過程通過視頻顯微儀12實現在線測量和檢測。當微細超聲工具頭出現磨損時，微細超聲主軸21Z軸抬刀，旋轉平臺11順時針旋轉45°，微細超聲主軸21和電極放電磨削模塊60配合，實施數控電極放電磨削加工，加工過程通過視頻顯微儀12實現在線測量和檢測，加工結束，微細超聲主軸21抬刀，旋轉平臺11逆時針旋轉45°，可以接著進行微細超聲加工，避免了二次裝夾工具電極帶來的加工誤差。
權利要求
1.一種多功能微機床,其特征在于包括有微細電火花加工模塊、微細電化學加工模塊、微細超聲加工模塊和微細車銑加工模塊、光學隔振臺(10)和裝設在光學隔振臺(10)上的旋轉平臺(11 )，光學隔振臺(10)上固定有立柱(13)，立柱(13)穿透旋轉平臺(11 )，微細電火花模塊、微細電化學模塊、微細超聲模塊和微細車銑模塊裝設在立柱的周向，微細電火花加工模塊包括固定在所述立柱(13)上的電動位移臺(32)、固定在微細電火花電動位移臺(32)上的微細電火花主軸(31)和固定在旋轉平臺(11)上、能左右平面移動及上下移動的三位移臺(34)，三位移臺(34)上設有電火花工作槽(33);所述微細電化學加工模塊包括固定在立柱(13)上的電化學電動位移臺(42)、固定在電化學電動位移臺(42)上的電化學主軸(41)和固定在旋轉平臺(11)上、能左右平面移動的電化學二維電動位移臺(44 )，電化學二維電動位移臺(44)上設有電化學工作槽(43);所述微細超聲加工模塊包括固定在立柱(13)上的超聲電動位移臺(22)、固定在超聲電動位移臺(22)上的微細超聲主軸(21)和固定在旋轉平臺(11)上、能左右平面移動的超聲二維電動位移臺(25 )，超聲二維電動位移臺(25)上設有超聲工作槽(23)，超聲工作槽(23)內固定有超聲振動臺(24)，且超聲工作槽(23)裝設在與微細超聲主軸(21)的下方相對應的位置上；所述微細車銑加工模塊包括固定在立柱(13)上的車銑電動位移臺(52)、固定在車銑電動位移臺(52)上的微細車削主軸(51)和固定在旋轉平臺(11)上的長行程單向位移臺(56)，長行程單向位移臺(56)上固定有能左右平面移動的車銑二維電動位移臺(55)，車銑二維電動位移臺(55)上固定有單向壓電微位移平臺(54)，單向壓電微位移平臺(54)上固定有車刀架(53)。
2.根據權利要求I所述的多功能微機床，其特征在于上述微細電火花加工模塊中還包括有與微細電火花主軸(31)配合的電極放電磨削模塊(60),電極放電磨削模塊(60)固定在旋轉平臺(11)上，電極放電磨削模塊(60)包括能左右平面移動的電極放電磨削二維電動位移臺(62)、固定在電極放電磨削二維電動位移臺(63)上的電極放電磨削工作槽(63)。
3.根據權利要求I所述的多功能微機床，其特征在于上述電極放電磨削工作槽(62)中設有電極放電磨削走絲機構(61)和反拷塊(64)。
4.根據權利要求I所述的多功能微機床，其特征在于上述光學隔振臺(10)上還裝設有用于在線檢測和測量的視頻顯微儀(12)，視頻顯微儀(12)放置在光學隔振臺(10)上。
全文摘要
本發明是一種多功能微機床。包括微細電火花加工模塊、微細電化學加工模塊、微細超聲加工模塊和微細車銑加工模塊、光學隔振臺和裝設在光學隔振臺上的旋轉平臺，光學隔振臺上固定有立柱，立柱穿透旋轉平臺，微細電火花模塊、微細電化學模塊、微細超聲模塊和微細車銑模塊裝設在立柱的周向。本發明通過轉盤的轉動，可實現微細電火花、微細電化學、微細超聲、微細車削、微細銑削、微細拉削等復合加工，加工結構復雜的微細零部件，當工具電極出現磨損時還能實現工具電極的在線修整，確保加工精度。本發明可實現微細電火花加工、微細電化學加工、微細超聲加工、微車削加工、微銑削加工、微拉削加工中的一種加工或多種復合加工，本發明設計巧妙，方便實用。
文檔編號B23Q17/00GK102699773SQ201210173029
公開日2012年10月3日 申請日期2012年5月30日 優先權日2012年5月30日
發明者劉國躍, 唐勇軍, 張永俊, 李文博, 李遠波, 王賀賓, 羅紅平, 連海山, 郭帥, 郭鐘寧 申請人:廣東工業大學