[發明專利]一種非接觸旋轉超聲單顆磨粒磨削裝置

有效

• 申請號: 201710238399.0
• 申請日: 2017-04-13
• 公開（公告）號: CN106985014B
• 公開（公告）日: 2019-02-22
• 發明（設計）人: 蘇宏華;陳玉榮;傅玉燦;朱傳宇;張煒;徐九華;殷振
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: B24B1/04
• 分類號: B24B1/04;B24B55/00;B24B41/04
• 代理公司: 北京德崇智捷知識產權代理有限公司 11467
• 代理人: 衛麟

本發明公開了一種非接觸旋轉超聲單顆磨粒磨削裝置，包括磨床基體、設置在磨床基體上的主軸以及固定在所述主軸上的砂輪基體，在所述磨床基體上設置有一與所述砂輪基體相靠近的原邊磁芯安裝座，在所述砂輪基體和原邊磁芯安裝座上相對的兩個內側面分別設有環形槽；在所述砂輪基體的環形槽內設置有非接觸電能傳輸副邊線圈組件，在所述原邊磁芯安裝座的環形槽內設置有非接觸電能傳輸原邊線圈組件；在所述超聲換能器的端面設置有一芯軸，在芯軸的另一端焊接單顆磨粒。本發明振動型砂輪可在超聲輔助磨削加工過程中，為探索磨削時的超聲作用對磨粒磨損機理、磨損速率的影響，以及在材料的成屑機理、磨削后工件表面完整性的影響提供了一種新的方式。

技術領域

本發明涉及單顆磨粒磨削領域，具體涉及一種非接觸旋轉超聲單顆磨粒磨削用的砂輪裝置。

背景技術

隨著工業技術的迅猛發展，陶瓷因其具有機械強度高、耐磨、耐高溫、耐腐蝕等優良特性，因而被廣泛的應用于航空航天、汽車、通信和化工等領域。目前，由于陶瓷材料的自身特性，導致其機械加工效率低，成本很高(約占生產成本的50％-75％)，同時，由于加工所引起的工件表面微觀裂紋、微破碎等缺陷，極大的影響了零件的使用性能和可靠性。為了消除陶瓷加工的表面缺陷，提高陶瓷材料的加工質量與使用性能，須改進陶瓷材料的精密加工技術。

超聲磨削技術作為特種加工技術中的一種，其獨特的加工工藝可有效的減小磨削陶瓷時的磨削力，提高加工表面質量，減少加工面的微觀裂紋。為了給超聲振動磨削陶瓷材料的加工方法及工藝提供理論依據，需采用單顆磨粒振動磨削的方法對超聲輔助磨削陶瓷材料時的材料去除機理及材料表面裂紋的產生與擴展的機理進行研究。目前，超聲振動單顆磨粒磨削理論上的方法有兩種：工件振動磨削法和工具振動磨削法。工件振動磨削法的超聲單顆磨粒磨削裝置主要適用于工件結構簡單、體積小，磨削工具尺寸較大且無法施加超聲振動的試驗研究，此種方法雖然可以進行超聲磨削機理的部分研究，但與現實生產中的工況相差較大，嚴重影響機理研究的實際性與真實性。

目前，為了提高裝備中電能傳輸部件的安全性和使用壽命，傳統型的接觸式(碳刷和導電集流環)電能傳輸方式已逐漸被非接觸的形式所取代，即通過兩線圈的電磁感應實現電能的傳輸，此種技術已在手機充電器、吸塵器機器人等多個領域得到了應用。但目前，如何將這種非接觸式電能傳輸方式應用到工具振動磨削法中，則還存在很大的問題，所有大尺寸超聲振動單顆磨粒磨削砂輪均采用工件振動的方式，主要是因為單個的超聲換能器的驅動功率無法帶動整個砂輪振動，所以到目前為止還未出現采用非接觸式電能傳輸方式的大尺寸超聲振動單顆磨粒磨削砂輪。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是針對上述現有技術存在的不足，而提供一種針對陶瓷材料磨削用的新型大直徑非接觸旋轉超聲單顆磨粒磨削砂輪裝置，以便對陶瓷材料的超聲輔助磨削機理進行研究，從而為超聲輔助磨削陶瓷材料在工業上的應用提供理論參考與依據。同時，利用非接觸電能傳輸的方式為超聲輔助磨削砂輪中的換能器供電，從而提高系統裝置的整體安全性與安裝的靈活性。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：