[發(fā)明專利]一種微尺度磨削在線電解修整裝置及其方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310076601.6
• 申請(qǐng)日: 2013-03-12
• 公開（公告）號(hào): CN103203688A
• 公開（公告）日: 2013-07-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 汪幫富;李華;殷振;宋娟;趙江江;劉嬌
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 蘇州科技學(xué)院
• 主分類號(hào): B24B53/06
• 分類號(hào): B24B53/06
• 代理公司: 南京蘇高專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

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(dòng)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(duì)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(duì)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1mm的微型磨棒對(duì)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(shí)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(shí)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(huì)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(fèi)事又費(fèi)力，難以使用于硬脆材料磨削金剛石砂輪的精密修整。

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(shí)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(shí)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(jì)算機(jī)、數(shù)控系統(tǒng)、三維數(shù)控平臺(tái)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(jì)算機(jī)連接，計(jì)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(tái)連接，三維數(shù)控平臺(tái)與旋轉(zhuǎn)電極連接。

本發(fā)明中所述三維數(shù)控平臺(tái)設(shè)有精度為1um的光柵，采用光柵提高了三維數(shù)控平臺(tái)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(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)對(duì)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(yùn)算，由插補(bǔ)運(yùn)算的結(jié)果控制三維數(shù)控平臺(tái)帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)電極沿著砂輪的軸向輪廓做插補(bǔ)運(yùn)動(dòng)，同時(shí)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(dòng)不斷變化，而脈沖放電火花只會(huì)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(dòng)會(huì)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(shí)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(diǎn)：

1、本發(fā)明利用電解技術(shù)，從微尺度上實(shí)現(xiàn)了對(duì)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(duì)于金剛石砂輪。

2、本發(fā)明中利用計(jì)算機(jī)控制的精密的三維數(shù)控平臺(tái)，可以方便、準(zhǔn)確地將旋轉(zhuǎn)電極移動(dòng)到砂輪修整所需要的位置，簡單，精確，快捷。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡明本發(fā)明，應(yīng)理解這些實(shí)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(duì)本發(fā)明的各種等價(jià)形式的修改均落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求所限定的范圍。

實(shí)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(jì)算機(jī)4、數(shù)控系統(tǒng)5、三維數(shù)控平臺(tái)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1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(jì)算機(jī)4連接，計(jì)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(tái)6連接，?三維數(shù)控平臺(tái)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(jì)算機(jī)4，計(jì)算機(jī)4對(duì)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(yùn)算，由插補(bǔ)運(yùn)算的結(jié)果控制三維數(shù)控平臺(tái)6帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)電極7沿著砂輪3的軸向輪廓做插補(bǔ)運(yùn)動(dòng)，同時(shí)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。