專利名稱:一種微尺度磨削在線電解修整裝置及其方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及微尺度磨削的砂輪修整技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域,特指適用于一種采用微尺度磨削金屬結(jié)合劑的金剛石砂輪的微尺度磨削在線電解修整裝置及其方法。
背景技術(shù):
隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,各種工程陶瓷、石英、玻璃等硬脆材料的高精度、微尺度產(chǎn)品在許多的領(lǐng)域(包括航空航天,國防,生物,MEMS等)有著越來越大的需求。這些微產(chǎn)品主要指微小尺寸的零件和具備微小的尺寸特征的產(chǎn)品,包括各種微小的驅(qū)動器,傳感器,生物醫(yī)療設(shè)備,半導(dǎo)體芯片等等。這些產(chǎn)品已成為其應(yīng)用領(lǐng)域的核心部件,發(fā)揮著巨大的作用。硬脆材料的加工比一般材料要困難得多,磨削作為最高效的加工手段被廣泛應(yīng)用在硬脆瓷材料的加工中。目前,應(yīng)用微磨削方法來獲得高精度微零件特征及表面質(zhì)量已取得了許多成果。Morgan等對硬質(zhì)合金進(jìn)行微磨削加工,并獲得Ra=5.1nm的零件表面,證明微磨削方法對于提高微零件尤其是脆硬材料有著顯著的效果。微尺度磨削方法主要指使用直徑小于Imm的微型磨棒對材料直接進(jìn)行機(jī)械去除加工并形成所需形貌,是目前作為實現(xiàn)硬脆材料的微零件和微結(jié)構(gòu)元件的高精度和高表面質(zhì)量的重要實現(xiàn)方法。在微尺度磨削過程中,微結(jié)構(gòu)的表面微小結(jié)構(gòu)形狀會嚴(yán)重制約金剛石砂輪的幾何外形尺寸,因此砂輪通常具有微小的輪廓結(jié)構(gòu),導(dǎo)致砂輪在磨削過程中很容易發(fā)生磨損,這樣砂輪的修整顯得很重要,而現(xiàn)有技術(shù)中,精密修整砂輪需人工在磨床上拆下砂輪,在其他地方進(jìn)行修整,整修完后再安裝上磨床,這種方法費事又費力,難以使用于硬脆材料磨削金剛石砂輪的精密修難
iF.0
發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明目的:本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有技術(shù)的不足,提供一種可一次定位實現(xiàn)工件雙面加工,且免除翻轉(zhuǎn)工件步驟的雙頭仿形銑。技術(shù)方案:為了實現(xiàn)以上目的,本發(fā)明所述的一種微尺度磨削在線電解修整裝置,包括:脈沖電源、激光測微儀、砂輪、計算機(jī)、數(shù)控系統(tǒng)、三維數(shù)控平臺和旋轉(zhuǎn)電極;所述脈沖電源負(fù)極連接激光測微儀,正極連接所述旋轉(zhuǎn)電極;所述激光測微儀位于砂輪上方;所述激光測微儀與計算機(jī)連接,計算機(jī)與數(shù)控系統(tǒng)連接,數(shù)控系統(tǒng)與三維數(shù)控平臺連接,三維數(shù)控平臺與旋轉(zhuǎn)電極連接。本發(fā)明中所述三維數(shù)控平臺設(shè)有精度為Ium的光柵,采用光柵提高了三維數(shù)控平臺的精度。本發(fā)明中所述旋轉(zhuǎn)電極優(yōu)選采用紫銅制成。本發(fā)明中所述砂輪為金剛石砂輪。本發(fā)明還公開了一種微尺度磨削在線電解修整方法,該方法的具體步驟如下:采用上述的微尺度磨削在線電解修整裝置,該裝置中的所述激光測微儀在線測量砂輪的回轉(zhuǎn)精度,并將測量的砂輪的回轉(zhuǎn)精度傳遞至計算機(jī),計算機(jī)對砂輪的回轉(zhuǎn)精度進(jìn)行處理和分析,得出砂輪的回轉(zhuǎn)誤差,然后將回轉(zhuǎn)誤差送入數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行插補(bǔ)運算,由插補(bǔ)運算的結(jié)果控制三維數(shù)控平臺帶動旋轉(zhuǎn)電極沿著砂輪的軸向輪廓做插補(bǔ)運動,同時砂輪垂直向下緩慢給進(jìn),不斷地使旋轉(zhuǎn)電極和砂輪的金屬結(jié)合劑之間產(chǎn)生脈沖電火花,通過放電來修整砂輪。本發(fā)明所述方法在修整過程中,砂輪表面與旋轉(zhuǎn)電極間的間隙隨砂輪的轉(zhuǎn)動不斷變化,而脈沖放電火花只會蝕除砂輪與電極的間隙最小處結(jié)合劑,因此隨著加工的持續(xù)進(jìn)行,砂輪安裝和磨損產(chǎn)生的偏心和跳動會不斷減小,最終達(dá)到了砂輪精密修形和修銳的目的,而通過改變數(shù)控軌跡,就可以實現(xiàn)不同形狀砂輪的修整。有益效果:本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點:
1、本發(fā)明利用電解技術(shù),從微尺度上實現(xiàn)了對砂輪的修整,克服傳統(tǒng)方法難以使用于硬脆材料磨削砂輪的精密修整難上的不足,特別是對于金剛石砂輪。2、本發(fā)明中利用計算機(jī)控制的精密的三維數(shù)控平臺,可以方便、準(zhǔn)確地將旋轉(zhuǎn)電極移動到砂輪修整所需要的位置,簡單,精確,快捷。
圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合具體實施例,進(jìn)一步闡明本發(fā)明,應(yīng)理解這些實施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍,在閱讀了本發(fā)明之后,本領(lǐng)域技術(shù)人員對本發(fā)明的各種等價形式的修改均落于本申請所附權(quán)利要求所限定的范圍。
實施例如圖1所示的一種微尺度磨削在線電解修整裝置,包括:脈沖電源1、激光測微儀
2、砂輪3、計算機(jī)4、數(shù)控系統(tǒng)5、三維數(shù)控平臺6和旋轉(zhuǎn)電極7。上述各部件的連接關(guān)系如下:所述脈沖電源I負(fù)極連接激光測微儀2,正極連接所述旋轉(zhuǎn)電極7 ;所述激光測微儀2位于砂輪3上方;所述激光測微儀2與計算機(jī)4連接,計算機(jī)4與數(shù)控系統(tǒng)5連接,數(shù)控系統(tǒng)5與三維數(shù)控平臺6連接,三維數(shù)控平臺6與旋轉(zhuǎn)電極7連接。采用所述微尺度磨削在線電解修整裝置的修整砂輪的過程如下:該裝置中的所述激光測微儀2首先在線測量砂輪3的回轉(zhuǎn)精度,并將測量的砂輪的回轉(zhuǎn)精度傳遞至計算機(jī)4,計算機(jī)4對砂輪的回轉(zhuǎn)精度進(jìn)行處理和分析,得出砂輪3的回轉(zhuǎn)誤差,然后將回轉(zhuǎn)誤差送入數(shù)控系統(tǒng)5進(jìn)行插補(bǔ)運算,由插補(bǔ)運算的結(jié)果控制三維數(shù)控平臺6帶動旋轉(zhuǎn)電極7沿著砂輪3的軸向輪廓做插補(bǔ)運動,同時砂輪3垂直向下緩慢給進(jìn),不斷地使旋轉(zhuǎn)電極7和砂輪3的金屬結(jié)合劑之間產(chǎn)生脈沖電火花,通過放電來修整砂輪。
權(quán)利要求
1.一種微尺度磨削在線電解修整裝置,其特征在于,包括:脈沖電源(I)、激光測微儀(2)、砂輪(3)、計算機(jī)(4)、數(shù)控系統(tǒng)(5)、三維數(shù)控平臺(6)和旋轉(zhuǎn)電極(7);所述脈沖電源(O負(fù)極連接激光測微儀(2),正極連接所述旋轉(zhuǎn)電極(7);所述激光測微儀(2)位于砂輪(3)上方;所述激光測微儀(2)與計算機(jī)(4)連接,計算機(jī)(4)與數(shù)控系統(tǒng)(5)連接,數(shù)控系統(tǒng)(5)與三維數(shù)控平臺(6)連接,三維數(shù)控平臺(6)與旋轉(zhuǎn)電極(7)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微尺度磨削在線電解修整裝置,其特征在于,所述三維數(shù)控平臺(6)設(shè)有精度為Ium的光柵。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微尺度磨削在線電解修整裝置,其特征在于,所述旋轉(zhuǎn)電極(7)采用紫銅制成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微尺度磨削在線電解修整裝置,其特征在于,所述砂輪(3)采用金剛石砂輪。
5.一種微尺度磨削在線電解修整方法,其特征在于,該方法的具體步驟如下:采用權(quán)利要求I所述的微尺度磨削在線電解修整裝置,該裝置中的所述激光測微儀(2)在線測量砂輪(3)的回轉(zhuǎn)精度,并將測量的砂輪的回轉(zhuǎn)精度傳遞至計算機(jī)(4),計算機(jī)(4)對砂輪的回轉(zhuǎn)精度進(jìn)行處理和分析,得出砂輪(3)的回轉(zhuǎn)誤差,然后將回轉(zhuǎn)誤差送入數(shù)控系統(tǒng)(5)進(jìn)行插補(bǔ)運算,由插補(bǔ)運算的結(jié)果控制三維數(shù)控平臺(6 )帶動旋轉(zhuǎn)電極(7 )沿著砂輪(3 )的軸向輪廓做插補(bǔ)運動,同時砂輪(3)垂直向下緩慢給進(jìn),不斷地使旋轉(zhuǎn)電極(7)和砂輪(3)的金屬結(jié)合劑之間產(chǎn)生脈沖電火花,通過放電來修整砂輪。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種微尺度磨削在線電解修整裝置,包括脈沖電源、激光測微儀、砂輪、計算機(jī)、數(shù)控系統(tǒng)、三維數(shù)控平臺和旋轉(zhuǎn)電極;該裝置中的所述激光測微儀在線測量砂輪的回轉(zhuǎn)精度,并將測量的砂輪的回轉(zhuǎn)精度傳遞至計算機(jī),計算機(jī)對砂輪的回轉(zhuǎn)精度進(jìn)行處理和分析,得出砂輪的回轉(zhuǎn)誤差,然后將回轉(zhuǎn)誤差送入數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行插補(bǔ)運算,由插補(bǔ)運算的結(jié)果控制三維數(shù)控平臺帶動旋轉(zhuǎn)電極沿著砂輪的軸向輪廓做插補(bǔ)運動,同時砂輪垂直向下緩慢給進(jìn),不斷地使旋轉(zhuǎn)電極和砂輪的金屬結(jié)合劑之間產(chǎn)生脈沖電火花,通過放電來修整砂輪。本發(fā)明能自動調(diào)節(jié)旋轉(zhuǎn)電極位置實現(xiàn)微尺度在線點解修整,具有高效、自動、操作簡便等優(yōu)點。
文檔編號B24B53/06GK103203688SQ20131007660
公開日2013年7月17日 申請日期2013年3月12日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月12日
發(fā)明者汪幫富, 李華, 殷振, 宋娟, 趙江江, 劉嬌 申請人:蘇州科技學(xué)院