[發明專利]砂輪微磨粒修平的脈沖放電修整參數和運動參數控制方法

有效

• 申請號: 201710823408.2
• 申請日: 2017-09-13
• 公開（公告）號: CN107520753B
• 公開（公告）日: 2019-05-14
• 發明（設計）人: 謝晉;何銓鵬;楊浩;馬培鑫
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: B24B53/00
• 分類號: B24B53/00;B24B53/02;B24B53/12
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 何淑珍

1.一種砂輪微磨粒修平的脈沖放電修整參數和運動參數控制方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)將金剛石砂輪和電極分別固定在機床的砂輪軸和工作臺上，并利用導線以正極性方式依次將金剛石砂輪、石墨電刷、電流傳感器、電源、電極連接構成放電回路，電壓傳感器與電源并聯并與電流傳感器連接示波器；

2)進行試磨操作，為放電回路加載開路電壓E，讓金剛石砂輪以預先設定的運動參數沿磨削路運動，待電極表面因揚起切屑與砂輪結合劑形成放電間隙而產生穩定脈沖電火花時，示波器在線采集由電壓傳感器與電流傳感器發出的脈沖放電信號，并計算出修整前的砂輪磨粒出刃高度H₀，其中，基于單顆磨粒切削與揚起切屑放電原理建立的砂輪磨粒出刃高度模型由式(1)參數確定：

式中，脈沖放電電壓U和脈沖放電電流I為脈沖放電修整參數，砂輪轉速N、工作臺進給速度v_f和進給深度a_p為運動參數，a、b和c為與開路電壓和電極材料相關的系數，d為與切屑長度相關的系數，D為砂輪直徑，θ為切屑揚起角度，且θ＝20～30°；

3)進行微磨粒修平操作，根據步驟2)中確定的磨粒出刃高度H₀重新設定機床運動參數，將脈沖放電電壓控制在19～23V范圍內，金剛石砂輪沿磨削路徑循環運動，所述示波器實時采集脈沖放電信號，通過式(1)和式(2)間歇地計算/更新當前砂輪磨粒出刃高度和有效磨粒數，并與目標值進行比較；待達到目標值后，機床停止工作；其中，砂輪有效磨粒數n_d由式(2)參數確定：

式中，t_m為脈沖放電波形采樣時間，n_e為脈沖放電電流波峰數量。

2.根據權利要求1所述的砂輪微磨粒修平的脈沖放電修整參數和運動參數控制方法，其特征在于：在步驟1)中，所述金剛石砂輪的粒度為#24～#180。

3.根據權利要求1所述的砂輪微磨粒修平的脈沖放電修整參數和運動參數控制方法，其特征在于：在步驟1)中，所述電極為鐵基電極。

4.根據權利要求1所述的砂輪微磨粒修平的脈沖放電修整參數和運動參數控制方法，其特征在于：在步驟1)中，所述電源為直流/脈沖電源。

5.根據權利要求1所述的砂輪微磨粒修平的脈沖放電修整參數和運動參數控制方法，其特征在于：在步驟2)中，所述開路電壓為20V≤E≤30V。

6.根據權利要求1所述的砂輪微磨粒修平的脈沖放電修整參數和運動參數控制方法，其特征在于：在步驟2)中，所述預先設定的運動參數包括N≤2400rpm、v_f≤100mm/min、a_p≤2μm。

7.根據權利要求1至6中任意一項所述的砂輪微磨粒修平的脈沖放電修整參數和運動參數控制方法，其特征在于：在步驟3)中，需重新設定的機床運動參數由式(3)確定：

式中，U_min和U_max為砂輪修整時控制的脈沖放電電壓最小值和最大值，分別取19V和23V，相應的脈沖放電電流最小值I_min和最大值I_max分別為2A和5A。

8.根據權利要求1至6中任意一項所述的砂輪微磨粒修平的脈沖放電修整參數和運動參數控制方法，其特征在于：在步驟3)中，當脈沖放電電壓超出所述的19～23V范圍時，按以下方式調整機床運動參數或/和電源開路電壓：

31)當脈沖放電電壓U＜19V時，減小工作臺進給速度或/和進給深度或/和開路電壓；

32)當脈沖放電電壓U＞23V時，增大工作臺進給速度或/和進給深度或/和減小開路電壓。