[實(shí)用新型]一種超硬磨料砂輪超聲激光復(fù)合修整裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201420705937.4
• 申請(qǐng)日: 2014-11-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN204366734U
• 公開(kāi)（公告）日: 2015-06-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊志波;楊瑞云;趙波;高國(guó)富;劉愛(ài)菊;明平美
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 河南理工大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): B24B53/06
• 分類(lèi)號(hào): B24B53/06
• 代理公司: 無(wú)
• 代理人: 無(wú)

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種超硬磨料砂輪超聲激光復(fù)合修整裝置，適用于密實(shí)型超硬砂輪的精密高效修整，尤其是金剛石砂輪和CBN砂輪的精密高效修整。

背景技術(shù)

當(dāng)前，隨著科學(xué)技術(shù)和工業(yè)的發(fā)展，具有優(yōu)異性能的難加工材料在航空、航天、航海、石油、化工、汽車(chē)等工業(yè)部門(mén)得到了廣泛的應(yīng)用。對(duì)這些難加工材料進(jìn)行高效精密加工已成為當(dāng)今的研究熱點(diǎn)之一。由于超硬材料的難加工特點(diǎn)，以及對(duì)加工精度要求的提高，使得磨削加工，特別是使用超硬磨料砂輪對(duì)這些材料進(jìn)行高效精密磨削加工的需求日益增加。在實(shí)際磨削過(guò)程中，砂輪鈍化會(huì)使磨削性能下降，甚至燒傷工件，使表面加工質(zhì)量下降，局限了其在高性能難加工材料的精密加工中的正常使用，要解決這些問(wèn)題，需要對(duì)砂輪及時(shí)進(jìn)行修整,但是密實(shí)型超硬磨料砂輪本身的結(jié)合強(qiáng)度高、磨粒硬度高，存在修整時(shí)間長(zhǎng)、修整難度大、修整效率低等特點(diǎn)，特別是對(duì)于各種成形砂輪的精確在線(xiàn)修整是國(guó)內(nèi)外磨削界面臨的難題。因此，研究快速高效、高質(zhì)量的砂輪修整技術(shù)成為實(shí)現(xiàn)難加工材料精密超精密磨削、高速高效磨削、成形磨削、磨削自動(dòng)化的關(guān)鍵技術(shù)之一。

目前，超硬磨料砂輪常用的修整方法：杯型砂輪修整、點(diǎn)擠壓修整、在線(xiàn)電解修整、電火花砂輪修整、激光砂輪修銳和超聲振動(dòng)修整等技術(shù)，也有把兩種及以上的修整技術(shù)復(fù)合在一起的，比如電解電火花復(fù)合修整、機(jī)械化學(xué)復(fù)合修整、激光輔助金剛石筆修整等。盡管這些方法在一定程度上改善了磨削質(zhì)量，減少了砂輪的磨損，但隨著實(shí)用性、便利性、高效精密加工等要求的提高和超硬磨料砂輪自身高硬度的特點(diǎn)，這些修整方法或因修整工具磨損過(guò)快、效率低、修整精度差或修整設(shè)備昂貴等原因，在實(shí)際修整過(guò)程中存在一定局限性。本實(shí)用新型克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種超聲激光復(fù)合修整超硬磨料砂輪裝置。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的是針對(duì)現(xiàn)有修整技術(shù)的不足，提供一種簡(jiǎn)單可靠、高效、精密的超硬磨料砂輪修整裝置。

本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案如下：

一種超硬砂輪超聲激光復(fù)合修整裝置，其特征在于：該裝置由超聲振動(dòng)修整系統(tǒng)、激光發(fā)射系統(tǒng)和床身組成，還包括主軸箱、砂輪、滑動(dòng)托盤(pán)、支撐板、支架及夾具，其中：所述的激光發(fā)射系統(tǒng)包括激光發(fā)射器、光纖、激光聚焦頭，所述的超聲振動(dòng)修整系統(tǒng)包括超聲發(fā)生器、換能器、變幅桿、金剛石修整筆。床身上設(shè)有主軸箱，主軸箱通過(guò)主軸與超硬磨料砂輪連接驅(qū)動(dòng)砂輪旋轉(zhuǎn)，床身上設(shè)有絲杠，滑動(dòng)托盤(pán)可以通過(guò)它下部的滾珠與絲杠配合同床身滑動(dòng)連接，同時(shí)滑動(dòng)托盤(pán)上有沿砂輪切向方向布置的軌道，軌道上方的支撐板可以沿軌道作切向運(yùn)動(dòng)，支撐板上部有支架和夾具，支架通過(guò)螺釘與超聲振動(dòng)修整系統(tǒng)的凸緣連接，夾具上裝夾激光聚焦頭，激光聚焦頭與超聲振動(dòng)修整系統(tǒng)可以通過(guò)支架高度調(diào)節(jié)裝置調(diào)整高度，激光聚焦頭與超聲振動(dòng)修整系統(tǒng)既可以沿砂輪軸向進(jìn)給又可以沿切向微調(diào)工作位置。激光發(fā)射器通過(guò)光纖連接帶有聚焦頭固定調(diào)整裝置的激光聚焦頭，工作時(shí)聚焦激光束以適當(dāng)?shù)募訜釙r(shí)間和能量密度在修整點(diǎn)前方對(duì)旋轉(zhuǎn)的砂輪進(jìn)行加熱。變幅桿一端設(shè)有與桿體軸心呈60度的菱形槽，通過(guò)螺栓與修整刀具可拆卸連接，另一端有螺孔，通過(guò)雙頭螺柱與換能器連，換能器通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)與超聲波發(fā)生器連接。超聲波發(fā)生器將超聲頻信號(hào)傳遞給超聲換能器，經(jīng)換能器轉(zhuǎn)換為機(jī)械振動(dòng)后傳給變幅桿，變幅桿產(chǎn)生縱向振動(dòng)的波會(huì)在小端開(kāi)菱形槽處分解，分為縱向振動(dòng)和彎曲振動(dòng)，在金剛石修整筆尖處形成復(fù)合橢圓超聲振動(dòng)進(jìn)行修整，修整筆尖沿著橢圓軌跡向上移動(dòng)從而脫離砂輪，便于切屑的流出，修整筆完全脫離砂輪后，便會(huì)移到下一次開(kāi)始修整的位置，開(kāi)始下一輪修整。在修整砂輪的過(guò)程中，由于超聲振動(dòng)和激光輔助加熱復(fù)合作用，砂輪局部材料去除由脆性去除轉(zhuǎn)變?yōu)樗苄匀コ档颓邢髁Γ瑴p少修整筆的磨損，提高修整效率與修整結(jié)果。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型裝配圖；

圖2是本實(shí)用新型超聲振動(dòng)修整系統(tǒng)示意圖；

其中：1、床身，2、主軸箱，3、主軸，4、超硬磨料砂輪，5、激光聚焦頭，6、光纖，7、激光發(fā)射器，8、超聲波發(fā)生器，9、超聲換能器，10、變幅桿，11、凸緣，12、菱形槽，13、金剛石修整筆，14、支架，15、支撐板，16、軌道，17、滑動(dòng)托盤(pán)。

具體實(shí)施方式