一种多功能微细加工机床制造技术

本发明专利技术公开了一种多功能微细加工机床，包括支撑模块、宏观三维运动平台、微观三维运动平台、超声振动工作台模块和工件夹具模块；支撑模块包括底座、平台、旋转台、立柱和两个滑台，平台设置在底座上，旋转台转动设置在平台上，立柱旋转电机能够驱动旋转台转动，立柱固设在旋转台上，两个滑台分别滑动设置在立柱的两侧，滑台上安装有电主轴模块或超声振动主轴模块；宏观三维运动平台和微观三维运动平台分别安装在平台上方，超声振动工作台模块和工件夹具模块分别安装在宏观三维运动平台或微观三维运动平台上。本发明专利技术提高了多次微细加工的精度和效率。

【技术实现步骤摘要】
一种多功能微细加工机床
本专利技术涉及微细加工
，特别是涉及一种多功能微细加工机床。
技术介绍
微细加工在精密模具、航空航天、精密仪器、生物医疗等众多领域具有广泛的应用，目前发展的许多微细加工方法，如微细电火花加工、微细电解加工、微细超声加工、微细车削加工、微细铣削加工、微细磨削加工。针对不同的加工对象，虽然都有其适合的微细加工方法，但也存在以下一些问题：一、这些加工方法一般只能进行一些简单结构的加工，对于复杂结构或者更精细的加工，单个加工方法难以满足加工要求，需要使用多个加工手段来实现对复杂微结构的加工；二、对于微加工来说，为了满足加工精度需要实现一次装夹即可完成多次加工的要求，对于单功能微细加工机床难以满足加工要求，多次反复的装夹无法保证精度；三、某些复合加工方法相对于单一加工方法在加工质量和加工效率方面具有显著优势，对于单功能微细加工机床无法实施复合加工；四、不管是哪种微细加工方法，对机床运动平台的精度要求都很高且其成本在整台机床研制费用中占大部分，而单功能微细加工机床运动平台只提供给一种加工方法使用，高精度运动平台无法获得更高效的利用。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种多功能微细加工机床，以解决上述现有技术存在的问题，提高多次微细加工的精度和效率。为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：本专利技术提供了一种多功能微细加工机床，包括支撑模块、宏观三维运动平台、微观三维运动平台、超声振动工作台模块和工件夹具模块；所述支撑模块包括底座、平台、旋转台、立柱和两个滑台，所述平台设置在所述底座上，所述旋转台转动设置在所述平台上，立柱旋转电机能够驱动所述旋转台转动，所述立柱固设在所述旋转台上，两个所述滑台分别滑动设置在所述立柱的两侧，所述滑台上安装有电主轴模块或超声振动主轴模块；所述宏观三维运动平台和所述微观三维运动平台分别安装在所述平台上方，所述超声振动工作台模块和所述工件夹具模块分别安装在所述宏观三维运动平台或所述微观三维运动平台上。优选的，所述宏观三维运动平台包括宏观Z轴升降台、安装在所述宏观Z轴升降台上的宏观Y轴运动平台和安装在所述宏观Y轴运动平台上的宏观X轴运动平台；所述微观三维运动平台包括微观Z轴升降台、安装在所述微观Z轴升降台上的微观Y轴运动平台和安装在所述微观Y轴运动平台上的微观X轴运动平台；还包括安装在所述宏观三维运动平台或所述微观三维运动平台上的纳观三维运动平台，所述纳观三维运动平台为由压电陶瓷驱动的三维运动平台。优选的，所述平台与所述底座之间设置有四个水平调节仪，通过四个所述水平调节仪能够调节所述平台的水平状态；两个所述滑台分别通过立式导轨与所述立柱滑动配合，还包括两个立式导轨伺服电机；所述滑台与所述立式导轨伺服电机一一对应，所述立式导轨伺服电机能够驱动对应的所述滑台沿所述立式导轨上下滑动。优选的，所述电主轴模块包括与所述滑台固连的电主轴支撑座和安装在所述电主轴支撑座上的电主轴；所述超声振动主轴模块包括超声振动主轴伺服电机、主轴垫板、主轴座和工具电极，所述主轴座与所述滑台连接，所述超声振动主轴伺服电机通过所述主轴垫板安装在所述主轴座上，所述超声振动主轴伺服电机的输出轴通过联轴器与超声振动主轴连接，所述工具电极与所述超声振动主轴连接。优选的，还包括安装在所述电主轴模块上的微细电火花/电解加工主轴模块，所述微细电火花/电解加工主轴模块包括顶端与所述电主轴的底端连接的绝缘套筒、与所述电主轴的壳体固连的引电支撑件和与所述绝缘套筒的底端连接的工具电极，所述引电支撑件的底部设置有碳刷，所述绝缘套筒下方的工具电极与所述碳刷接触。优选的，还包括安装在所述平台上的CCD在线监测模块，所述CCD在线监测模块包括安装在所述平台上的万向支架臂底座、安装在所述万向支架臂底座上的万向旋转CCD相机支架臂和设置在所述万向旋转CCD相机支架臂上的CCD相机。优选的，还包括安装在所述微观三维运动平台上的恒张力控制线电极电火花磨削加工单元，所述恒张力控制线电极电火花磨削加工单元包括磨削加工底座，所述磨削加工底座上设置有放丝机构、送丝机构和收丝机构；所述放丝机构包括安装在磨削加工底座上的磁粉制动器和与所述磁粉制动器的转轴固连的放线轮，所述磁粉制动器电连接有控制器；所述送丝机构包括恒张力传感机构、陶瓷棒和若干个传送杆机构，所述恒张力传感机构包括设置在所述磨削加工底座上的支撑架和若干个转动设置在所述支撑架上的张力检测导轮，其中一个所述张力检测导轮连接有张力传感器，所述磨削加工底座上还设置有工作液槽，所述工作液槽中平行设置有两根所述陶瓷棒，且两根所述陶瓷棒之间的间距能够调节，所述传送杆机构包括竖直设置在所述磨削加工底座上的支撑杆和与所述支撑杆转动连接的导丝轮；所述收丝机构包括设置在磨削加工底座上的收丝支架、固设在所述收丝支架上的收丝电机、与所述收丝电机的转轴固连的主动轮和转动设置在压块上的从动轮，所述压块一端与所述收丝支架转动连接、另一端通过竖直的压紧螺栓与所述收丝支架连接；所述收丝电机和所述张力传感器分别与恒张力控制系统电连接。优选的，所述超声振动工作台模块包括超声振动工作液槽和安装在所述超声振动工作液槽上的工作台超声振动系统。优选的，所述工件夹具模块包括第一工件夹具模块和第二工件夹具模块，所述第一工件夹具模块包括工件放置台和通过紧固螺栓与所述工件放置台固连的压紧铝块；所述第一工件夹具模块和所述超声振动工作台模块分别通过三维力传感器模块与所述宏观三维运动平台或所述微观三维运动平台连接，所述三维力传感器模块包括依次连接的工作液槽转接板、三维力传感器和三维力传感器转接板；所述第二工件夹具模块包括为工作液槽，所述第二工件夹具模块通过转接板安装在所述宏观三维运动平台或所述微观三维运动平台上。本专利技术相对于现有技术取得了以下技术效果：本专利技术的多功能微细加工机床提高了多次微细加工的精度和效率。本专利技术的多功能微细加工机床可以实现微细电火花加工、微细电解加工、微细超声加工、微细车削加工、微细铣削加工、微细磨削加工中一种加工或多种复合加工。本专利技术涉及电火花、电解、超声等特种加工技术，以及车、铣、磨、钻等机械加工技术；可以实现微细电火花加工、微细电解加工、微细超声加工、微细车削加工、微细铣削加工、微细磨削加工、微细钻削加工、微细超声振动辅助电火花加工、微细超声振动辅助电解加工、电泳辅助微细超声加工、旋转超声波加工、微细超声振动辅助铣削加工、微细超声振动辅助钻削加工、微细超声振动辅助磨削加工、线电极电火花磨削加工等。本专利技术中的立柱能够360°旋转，通过立柱更换主轴或者共用宏观、微观、纳观三种三维工作台，该结构设计合理且紧凑，关键零部件利用率高。微细电火花/电解加工模块、超声加工模块、车削加工模块、铣削加工模块、磨削加工模块，各加工模块能够进行单独的加工，也可以随着立柱的旋转进行复合加工，加工过程中可不拆卸刀具或者工件即可完成多种复合加工，减少甚至消除拆卸过程产生的精度误差，加工精度高。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多功能微细加工机床，其特征在于：包括支撑模块、宏观三维运动平台、微观三维运动平台、超声振动工作台模块和工件夹具模块；所述支撑模块包括底座、平台、旋转台、立柱和两个滑台，所述平台设置在所述底座上，所述旋转台转动设置在所述平台上，立柱旋转电机能够驱动所述旋转台转动，所述立柱固设在所述旋转台上，两个所述滑台分别滑动设置在所述立柱的两侧，所述滑台上安装有电主轴模块或超声振动主轴模块；所述宏观三维运动平台和所述微观三维运动平台分别安装在所述平台上方，所述超声振动工作台模块和所述工件夹具模块分别安装在所述宏观三维运动平台或所述微观三维运动平台上。/n

【技术特征摘要】
1.一种多功能微细加工机床，其特征在于：包括支撑模块、宏观三维运动平台、微观三维运动平台、超声振动工作台模块和工件夹具模块；所述支撑模块包括底座、平台、旋转台、立柱和两个滑台，所述平台设置在所述底座上，所述旋转台转动设置在所述平台上，立柱旋转电机能够驱动所述旋转台转动，所述立柱固设在所述旋转台上，两个所述滑台分别滑动设置在所述立柱的两侧，所述滑台上安装有电主轴模块或超声振动主轴模块；所述宏观三维运动平台和所述微观三维运动平台分别安装在所述平台上方，所述超声振动工作台模块和所述工件夹具模块分别安装在所述宏观三维运动平台或所述微观三维运动平台上。


2.根据权利要求1所述的多功能微细加工机床，其特征在于：所述宏观三维运动平台包括宏观Z轴升降台、安装在所述宏观Z轴升降台上的宏观Y轴运动平台和安装在所述宏观Y轴运动平台上的宏观X轴运动平台；所述微观三维运动平台包括微观Z轴升降台、安装在所述微观Z轴升降台上的微观Y轴运动平台和安装在所述微观Y轴运动平台上的微观X轴运动平台；还包括安装在所述宏观三维运动平台或所述微观三维运动平台上的纳观三维运动平台，所述纳观三维运动平台为由压电陶瓷驱动的三维运动平台。


3.根据权利要求1所述的多功能微细加工机床，其特征在于：所述平台与所述底座之间设置有四个水平调节仪，通过四个所述水平调节仪能够调节所述平台的水平状态；两个所述滑台分别通过立式导轨与所述立柱滑动配合，还包括两个立式导轨伺服电机；所述滑台与所述立式导轨伺服电机一一对应，所述立式导轨伺服电机能够驱动对应的所述滑台沿所述立式导轨上下滑动。


4.根据权利要求1所述的多功能微细加工机床，其特征在于：所述电主轴模块包括与所述滑台固连的电主轴支撑座和安装在所述电主轴支撑座上的电主轴；所述超声振动主轴模块包括超声振动主轴伺服电机、主轴垫板、主轴座和工具电极，所述主轴座与所述滑台连接，所述超声振动主轴伺服电机通过所述主轴垫板安装在所述主轴座上，所述超声振动主轴伺服电机的输出轴通过联轴器与超声振动主轴连接，所述工具电极与所述超声振动主轴连接。


5.根据权利要求4所述的多功能微细加工机床，其特征在于：还包括安装在所述电主轴模块上的微细电火花/电解加工主轴模块，所述微细电火花/电解加工主轴模块包括顶端与所述电主轴的底端连接的绝缘套筒、与所述电主轴的壳体固连的引电支撑件和与所述绝缘套筒的底端连接的工具电极，所述引电支撑件的底...

【专利技术属性】
技术研发人员：连海山，弓满锋，江树镇，王力，莫远东，
申请(专利权)人：岭南师范学院，
类型：发明
国别省市：广东;44