專利名稱：球形偶件凹球面在線電解修整裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在線電解修整裝置。
背景技術(shù)：
在線電解修整(ELID)，是針對(duì)金屬結(jié)合劑金剛石和CBN砂輪難于修整的特點(diǎn)，將 砂輪和修整電極分別加上正極和負(fù)極，之間噴灑專用磨削液，利用非線性電解修整作用，連 續(xù)修整砂輪來(lái)獲得恒定的出刃高度和良好的容屑空間。同時(shí)，隨著電解過(guò)程的進(jìn)行，在砂輪 表面逐浙形成一層鈍化膜，阻止電解過(guò)程繼續(xù)進(jìn)行，使砂輪損耗不致太快，當(dāng)砂輪表面的磨 粒磨損后，鈍化膜被工件表面的磨屑刮擦去除，電解過(guò)程得以繼續(xù)進(jìn)行，對(duì)砂輪表面進(jìn)行修 整。上述過(guò)程循環(huán)進(jìn)行，既避免了砂輪過(guò)快消耗，又自行保持砂輪表面的磨削能力。ELID技 術(shù)具有效率高、加工精度高、表面質(zhì)量好、切削力小等優(yōu)點(diǎn)，在平面、內(nèi)圓和外圓磨床上進(jìn)行 難加工材料的精密鏡面磨削均有所應(yīng)用。由于球形偶件的磨削為封閉磨削，在磨削過(guò)程中，整個(gè)砂輪的磨削部分全部或大 部分在球碗內(nèi)部，磨削時(shí)，砂輪的工作部分為砂輪的端面與外圓的交線部分，其對(duì)應(yīng)的修整 電極形狀比較復(fù)雜，修整電極與砂輪之間的間隙需要沿徑向和軸向兩維調(diào)整，這些都對(duì)砂 輪的修整、磨削液的噴灑等帶來(lái)極大的困難，因此目前ELID技術(shù)還未應(yīng)用于球形偶件的加工中。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的技術(shù)解決問(wèn)題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方 便，可用于球形偶件凹球面在線電解修整的裝置。本發(fā)明的技術(shù)解決方案是球形偶件凹球面在線電解修整裝置，包括工件主軸、砂 輪、電主軸、修整電極、間隙調(diào)整裝置和電刷裝置；工件主軸和電主軸的旋轉(zhuǎn)軸線在同一平
面內(nèi)且兩軸之間的夾角α滿足 ㈣如丑一肌也丄，狐如義+肌血-^，式中口為
2R2R2R2R
砂輪的直徑，d為球碗工件內(nèi)孔的直徑，R為球碗工件凹球面的半徑，球碗工件固定于工件
主軸上并在工件主軸的帶動(dòng)下低速旋轉(zhuǎn)，砂輪固定于電主軸上并在電主軸的帶動(dòng)下高速旋
轉(zhuǎn)，球碗工件和砂輪的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)軌跡包絡(luò)成為球面；砂輪相對(duì)于球碗工件露出一部分，修整
電極固定于修整電極座上，修整電極上設(shè)有管接頭，磨削液通過(guò)管接頭及修整電極內(nèi)部所
開的小孔噴灑在砂輪的外露部分上進(jìn)行在線電解修整；間隙調(diào)整裝置對(duì)修整電極與砂輪之
間的軸向間隙與徑向間隙進(jìn)行調(diào)整；電刷裝置固定在間隙調(diào)整裝置上并對(duì)砂輪供電。所述的間隙調(diào)整裝置包括徑向間隙調(diào)整件、徑向卡圈、徑向間隙調(diào)整螺釘、軸向間 隙調(diào)整件、軸向間隙調(diào)整螺釘、軸向卡圈；修整電極座通過(guò)徑向間隙調(diào)整螺釘與徑向間隙調(diào) 整件連接并可在徑向間隙調(diào)整螺釘?shù)膸?dòng)下沿徑向運(yùn)動(dòng)，徑向卡圈用于限制徑向間隙調(diào)整 螺釘?shù)妮S向運(yùn)動(dòng)；徑向間隙調(diào)整件通過(guò)軸向間隙調(diào)整螺釘與軸向間隙調(diào)整件連接并可在軸 向間隙調(diào)整螺釘?shù)膸?dòng)下沿軸向運(yùn)動(dòng)，軸向卡圈用于限制軸向間隙調(diào)整螺釘?shù)妮S向運(yùn)動(dòng)。
所述的電刷裝置包括電刷、彈簧片和電刷調(diào)整螺釘；電刷固定于彈簧片上，彈簧片 通過(guò)電刷調(diào)整螺釘與軸向間隙調(diào)整件連接，電刷調(diào)整螺釘調(diào)整彈簧片及電刷對(duì)砂輪的壓力 并對(duì)電刷的磨損進(jìn)行補(bǔ)償。所述的工件主軸和電主軸的旋轉(zhuǎn)軸線之間的夾角a =45°。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點(diǎn)在于本發(fā)明裝置的工件主軸和電主軸的旋轉(zhuǎn)軸線 在同一平面內(nèi)且球碗工件和砂輪的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)軌跡包絡(luò)成為球面，修正電極和電刷相配合對(duì) 砂輪進(jìn)行在線電解修整，解決了球形偶件難于進(jìn)行ELID磨削的難題。間隙調(diào)整裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn) 單，可以精確調(diào)整修整電極與砂輪的間隙，進(jìn)而補(bǔ)償砂輪的磨損；修整電極上設(shè)有管接頭， 磨削液通過(guò)管接頭及修整電極內(nèi)部所開的小孔噴灑在砂輪上，磨削液噴灑均勻，修整效率 高；電刷裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于操作，可以調(diào)整電刷對(duì)砂輪的壓力，補(bǔ)償電刷的磨損，從而實(shí)現(xiàn) 球形偶件ELID磨削時(shí)對(duì)砂輪的修整。


圖1為本發(fā)明裝置的結(jié)構(gòu)圖；圖2為本發(fā)明間隙調(diào)整裝置的結(jié)構(gòu)圖；圖3為本發(fā)明球碗工件與砂輪的位置關(guān)系圖；圖4為本發(fā)明修整電極和管接頭的剖視圖。
具體實(shí)施例方式如圖1所示，本發(fā)明球形偶件凹球面在線電解修整裝置由工件主軸1、砂輪3、修整 電極固定螺釘4、電主軸5、修整電極6、管接頭7、修整電極座8、間隙調(diào)整裝置、電刷裝置組 成。工件主軸1和電主軸5放置在磨床相應(yīng)的溜板上，球碗工件2放置在工件主軸1里，砂 輪3放置在電主軸5里。修整電極6通過(guò)修整電極固定螺釘4固定在修整電極座8上，管 接頭7與修整電極6通過(guò)螺紋連接。如圖2所示，間隙調(diào)整裝置由徑向間隙調(diào)整件9、徑向卡圈10、徑向間隙調(diào)整螺釘 11、軸向間隙調(diào)整件12、軸向間隙調(diào)整螺釘13和軸向卡圈14組成。修整電極座8通過(guò)徑向 間隙調(diào)整螺釘11與徑向間隙調(diào)整件9連接，徑向間隙調(diào)整件9通過(guò)軸向間隙調(diào)整螺釘13 與軸向間隙調(diào)整件12連接。電刷裝置由電刷15、彈簧片16、電刷調(diào)整螺釘17組成，電刷15 固定在彈簧片16上，彈簧片16固定在軸向間隙調(diào)整件12上。如圖3所示，工作時(shí)，工件主軸1的旋轉(zhuǎn)軸線和電主軸5的旋轉(zhuǎn)軸線在同一平面 內(nèi)，兩軸線相交于一點(diǎn)0，A點(diǎn)和B點(diǎn)為工件內(nèi)圓的兩極限位置，C點(diǎn)為砂輪端面圓與砂輪外 圓的交線在剖面內(nèi)的點(diǎn)。工件主軸1帶動(dòng)球碗工件2低速旋轉(zhuǎn)的同時(shí)，電主軸5帶動(dòng)砂輪 3高速旋轉(zhuǎn)，根據(jù)成形范成法加工原理，砂輪3和球碗工件2的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)軌跡包絡(luò)成以0為 球心，以球心0到砂輪3端面圓和外圓的交線的距離0C為半徑的球面。兩軸線的夾角最大 允許值在C與A重合處，最小允許值在C與B重合處。由此可知，工件主軸1和電主軸5的
旋轉(zhuǎn)軸線的夾角a e [arcsin^-arcsin— ,arcsin^-+arcsin—]，其中D為砂輪3的直徑，
2RZK2K1R
d為球碗工件2內(nèi)孔的直徑(圖3中A、B兩點(diǎn)之間的距離)，R為球碗工件2凹球面的半
徑。在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，應(yīng)根據(jù)球碗工件2的尺寸對(duì)a的取值進(jìn)行選擇，在保證砂輪3對(duì)球碗
4工件2磨削效果的同時(shí)，使得砂輪3的外露部分盡可能的多，這樣可以提高對(duì)砂輪3修整的 效果。通過(guò)選用不同尺寸的球碗工件2進(jìn)行磨削實(shí)驗(yàn)，當(dāng)工件主軸1和電主軸5的旋轉(zhuǎn)軸 線的交點(diǎn)C位于兩極限位置(A點(diǎn)和B點(diǎn))的中心位置，也即工件主軸1的軸線上，此時(shí)a =45°，可以均化砂輪3的磨削力，降低砂輪3的磨損，從而提高在線電解修整的效率。砂輪3相對(duì)球碗工件2露出一部分，在砂輪3磨削球碗工件2的同時(shí)，使用修整電 極6對(duì)其外露部分進(jìn)行在線電解修整。如圖4所示，磨削液通過(guò)管接頭7、修整電極6內(nèi)部 所開的小孔噴向砂輪3的外露部分進(jìn)行在線電解修整。圖1中，徑向間隙調(diào)整螺釘11與修整電極座8螺紋連接，徑向間隙調(diào)整螺釘11的 徑向與徑向間隙調(diào)整件9保持一定間隙，并用徑向卡圈10限制徑向間隙調(diào)整螺釘11的軸 向運(yùn)動(dòng)，當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)徑向間隙調(diào)整螺釘11時(shí)，修整電極座8會(huì)沿徑向間隙調(diào)整螺釘11的軸向運(yùn) 動(dòng)，繼而與徑向間隙調(diào)整件9發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，達(dá)到沿砂輪3徑向調(diào)整修整電極6與砂輪3間 隙的目的。同理，軸向間隙調(diào)整件12、軸向卡圈14、軸向間隙調(diào)整螺釘13與徑向間隙調(diào)整 件9可以實(shí)現(xiàn)沿砂輪3軸向調(diào)整修整電極6與砂輪3間隙的目的。電刷調(diào)整螺釘17與軸 向間隙調(diào)整件12通過(guò)螺釘連接，彈簧片16固定在軸向間隙調(diào)整件12上，通過(guò)調(diào)整電刷調(diào) 整螺釘17即可調(diào)整彈簧片16和電刷15對(duì)砂輪桿4的壓力并對(duì)電刷的磨削進(jìn)行補(bǔ)償。本發(fā)明說(shuō)明書中未作詳細(xì)描述的內(nèi)容屬本領(lǐng)域技術(shù)人員的公知技術(shù)。
權(quán)利要求
球形偶件凹球面在線電解修整裝置，其特征在于包括工件主軸(1)、砂輪(3)、電主軸(5)、修整電極(6)、間隙調(diào)整裝置和電刷裝置；工件主軸(1)和電主軸(5)的旋轉(zhuǎn)軸線在同一平面內(nèi)且兩軸之間的夾角α滿足式中D為砂輪(3)的直徑，d為球碗工件(2)內(nèi)孔的直徑，R為球碗工件(2)凹球面的半徑，球碗工件(2)固定于工件主軸(1)上并在工件主軸(1)的帶動(dòng)下低速旋轉(zhuǎn)，砂輪(3)固定于電主軸(5)上并在電主軸(5)的帶動(dòng)下高速旋轉(zhuǎn)，球碗工件(2)和砂輪(3)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)軌跡包絡(luò)成為球面；砂輪(3)相對(duì)于球碗工件(2)露出一部分，修整電極(6)固定于修整電極座(8)上，修整電極(6)上設(shè)有管接頭(7)，磨削液通過(guò)管接頭(7)及修整電極(6)內(nèi)部所開的小孔噴灑在砂輪(3)的外露部分上進(jìn)行在線電解修整；間隙調(diào)整裝置對(duì)修整電極(6)與砂輪(3)之間的軸向間隙與徑向間隙進(jìn)行調(diào)整；電刷裝置固定在間隙調(diào)整裝置上并對(duì)砂輪(3)供電。FSA00000109948500011.tif
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的球形偶件凹球面在線電解修整裝置，其特征在于所述的間 隙調(diào)整裝置包括徑向間隙調(diào)整件(9)、徑向卡圈(10)、徑向間隙調(diào)整螺釘(11)、軸向間隙調(diào) 整件(12)、軸向間隙調(diào)整螺釘(13)、軸向卡圈(14)；修整電極座⑶通過(guò)徑向間隙調(diào)整螺 釘(11)與徑向間隙調(diào)整件(9)連接并可在徑向間隙調(diào)整螺釘(11)的帶動(dòng)下沿徑向運(yùn)動(dòng)， 徑向卡圈(10)用于限制徑向間隙調(diào)整螺釘(11)的軸向運(yùn)動(dòng)；徑向間隙調(diào)整件(9)通過(guò)軸 向間隙調(diào)整螺釘(13)與軸向間隙調(diào)整件(12)連接并可在軸向間隙調(diào)整螺釘(13)的帶動(dòng) 下沿軸向運(yùn)動(dòng)，軸向卡圈(14)用于限制軸向間隙調(diào)整螺釘(13)的軸向運(yùn)動(dòng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的球形偶件凹球面在線電解修整裝置，其特征在于所述的電 刷裝置包括電刷(15)、彈簧片(16)和電刷調(diào)整螺釘(17)；電刷(15)固定于彈簧片(16)上， 彈簧片(16)通過(guò)電刷調(diào)整螺釘(17)與軸向間隙調(diào)整件(12)連接，電刷調(diào)整螺釘(17)調(diào) 整彈簧片(16)及電刷(15)對(duì)砂輪(3)的壓力并對(duì)電刷(15)的磨損進(jìn)行補(bǔ)償。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的球形偶件凹球面在線電解修整裝置，其特征在于 所述的工件主軸(1)和電主軸(5)的旋轉(zhuǎn)軸線之間的夾角a = 45°。
全文摘要
球形偶件凹球面在線電解修整裝置，包括工件主軸、砂輪、電主軸、修整電極、間隙調(diào)整裝置和電刷裝置。球碗工件固定于工件主軸上并在工件主軸的帶動(dòng)下低速旋轉(zhuǎn)，砂輪固定于電主軸上并在電主軸的帶動(dòng)下高速旋轉(zhuǎn)，工件主軸和電主軸的旋轉(zhuǎn)軸線在同一平面內(nèi)并使得球碗工件和砂輪的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)軌跡包絡(luò)成為球面。間隙調(diào)整裝置可以調(diào)整修整電極與砂輪間的軸向間隙與徑向間隙，修整電極上設(shè)有管接頭，磨削液通過(guò)管接頭及修整電極內(nèi)部所開的小孔噴灑在砂輪上。電刷裝置固定在間隙調(diào)整件上并對(duì)砂輪供電。本發(fā)明裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，解決了球形偶件凹球面進(jìn)行在線電解修整時(shí)砂輪不易修整的難題。
文檔編號(hào)B24B47/12GK101856800SQ20101016651
公開日2010年10月13日 申請(qǐng)日期2010年5月10日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月10日
發(fā)明者劉建梅, 廖世賓, 徐志強(qiáng), 王偉 申請(qǐng)人:北京興華機(jī)械廠