[發(fā)明專利]一種高回轉(zhuǎn)精度球頭柱狀電極的在線制備修整裝置及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510829110.3
• 申請日: 2015-11-24
• 公開（公告）號: CN105328285B
• 公開（公告）日: 2017-06-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉勇;郭春生;李名鴻
• 申請（專利權(quán)）人: 山東大學(xué)（威海）
• 主分類號: B23H5/02
• 分類號: B23H5/02;B23H9/02
• 代理公司: 濟(jì)南圣達(dá)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司37221
• 代理人: 張勇

1.一種高回轉(zhuǎn)精度球頭柱狀電極的在線制備修整裝置，其特征是：包括脈沖電源、電解加工機(jī)床、控制系統(tǒng)、單脈沖火花放電系統(tǒng)和修整槽，其中，單脈沖火花放電系統(tǒng)設(shè)置于電解加工機(jī)床上，控制系統(tǒng)控制電解加工機(jī)床做x、y和z向運(yùn)動(dòng)，使夾持在電解加工機(jī)床夾頭的工件浸入電解液中一定深度，陰極板設(shè)置于電解液中，電解加工機(jī)床使工件保持一定轉(zhuǎn)速，脈沖電源以工件為陽極，以陰極板為陰極，施加電流，使工件形成柱狀電極；控制系統(tǒng)控制機(jī)床作x、y、z向運(yùn)動(dòng)，使主軸下的柱狀電極尖端對準(zhǔn)單脈沖火花放電系統(tǒng)的放電尖端并保持合適距離，并保持柱狀電極以一定的速度旋轉(zhuǎn)，同時(shí)，控制放電的電壓、峰值電流和放電時(shí)間，接通放電電路，使其對柱狀電極尖端放電，讓電極尖端熔融后收縮得到電極球頭；待電極球頭冷卻后，控制電解加工機(jī)床運(yùn)動(dòng)使電極球頭球心位于固定在電解液中的修整槽內(nèi)圓孔圓心處，脈沖電源正極接旋轉(zhuǎn)的球頭電極，負(fù)極接修整槽，接通電源對電極球頭進(jìn)行電化學(xué)修整；

所述修整槽放置于電解液槽中并浸沒于電解液中，為球型薄片狀。

2.如權(quán)利要求1所述的一種高回轉(zhuǎn)精度球頭柱狀電極的在線制備修整裝置，其特征是：所述工件形成柱狀電極時(shí)，采用帶孔金屬板為陰極，加工時(shí)工件處于旋轉(zhuǎn)狀態(tài)并位于小孔中心，同時(shí)設(shè)置霍爾電流傳感器檢測加工電流，并通過數(shù)據(jù)采集單元將電流信號傳遞給控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)根據(jù)電流信號的大小，反饋控制直流脈沖電源的電壓幅值，保證加工電流隨時(shí)間按理論規(guī)律變化。

3.如權(quán)利要求1所述的一種高回轉(zhuǎn)精度球頭柱狀電極的在線制備修整裝置，其特征是：所述電解液放置于電解液槽內(nèi)，電解液槽放置在可升降平臺上。

4.如權(quán)利要求1所述的一種高回轉(zhuǎn)精度球頭柱狀電極的在線制備修整裝置，其特征是：所述陰極板為中心位置設(shè)有小孔的金屬板。

5.如權(quán)利要求4所述的一種高回轉(zhuǎn)精度球頭柱狀電極的在線制備修整裝置，其特征是：所述金屬板的小孔的直徑為3-6mm。

6.如權(quán)利要求1所述的一種高回轉(zhuǎn)精度球頭柱狀電極的在線制備修整裝置，其特征是：所述脈沖電源為直流脈沖電源，電脈沖火花放電時(shí)的峰值電流和放電時(shí)間需要根據(jù)具體的電極基體直徑大小來決定。

7.一種基于權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述的裝置的工作方法，其特征是：包括以下步驟：

(1)制作工件，將其安裝在電解加工機(jī)床的電主軸夾頭上，陰極板放置于電解液槽內(nèi)，向電解液槽中添加電解液，確保電解液剛好浸沒陰極板上表面；

(2)控制電解加工機(jī)床x、y和z軸方向的運(yùn)動(dòng)，使得工件電極位于陰極板小孔中心，脈沖電源正極連接主軸夾頭，負(fù)極連接陰極板，接通電源；

(3)控制電主軸旋轉(zhuǎn)，并帶動(dòng)由其夾頭夾持的工件，使工件在電解液中不停地旋轉(zhuǎn)；

(4)采用霍爾電流傳感器測量脈沖電源電流，并采集電流信號，作為控制系統(tǒng)反饋控制信號，控制直流脈沖電源輸出電壓，保持加工電流隨時(shí)間按理論規(guī)律變化，得到均勻柱狀電極；

(5)將柱狀電極移出電解液，利用控制系統(tǒng)控制機(jī)床運(yùn)動(dòng)，使電極尖端與單脈沖火花放電系統(tǒng)的放電尖端對齊并保持合適距離，同時(shí)保持柱狀電極旋轉(zhuǎn)，根據(jù)電極直徑的大小確定峰值電流和放電時(shí)間，放電使電極尖端熔融，并在表面張力的作用下收縮為球狀，得到電極球頭；

(6)待電極球頭冷卻之后，控制系統(tǒng)控制電解加工機(jī)床運(yùn)動(dòng)，使電極球頭位于修整槽的中心，以修整槽為陰極、電極球頭為陽極，再次接通直流脈沖電源，并使電極球頭在機(jī)床主軸的帶動(dòng)下旋轉(zhuǎn)，對其進(jìn)行修整，得到高回轉(zhuǎn)精度的球頭電極。

8.如權(quán)利要求7所述的工作方法，其特征是：所述步驟(5)中，柱狀電極旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速為2000-2800r/min，放電電壓為100±3V，合適距離為1-2μm；修整時(shí)的脈沖電壓以及加工時(shí)間，由柱狀基體直徑?jīng)Q定，加工電壓不超過20V。