超聲電解復(fù)合磨削內(nèi)圓用砂輪在線修整及形貌檢測(cè)裝置制造方法
【專利摘要】超聲電解復(fù)合磨削內(nèi)圓用砂輪在線修整及形貌檢測(cè)裝置，包括機(jī)床工作臺(tái)和機(jī)床主軸，所述機(jī)床工作臺(tái)上設(shè)有具有可變頻調(diào)速的砂輪整形裝置和可移動(dòng)式在線觀測(cè)砂輪表面形貌的砂輪形貌在線觀測(cè)裝置，機(jī)床主軸上設(shè)有超聲振動(dòng)刀具系統(tǒng)，機(jī)床主軸外設(shè)有外圈固定套，外圈固定套上設(shè)有與機(jī)床主軸同步旋轉(zhuǎn)的ELID在線修銳裝置，超聲振動(dòng)刀具系統(tǒng)和ELID在線修銳裝置處于砂輪整形裝置和砂輪形貌在線觀測(cè)裝置之間，本發(fā)明在實(shí)現(xiàn)超聲振動(dòng)磨削的同時(shí)，可根據(jù)工作要求進(jìn)行ELID砂輪在線修整或砂輪在線觀測(cè)，形成一種多工藝復(fù)合的高效鏡面加工技術(shù)，為硬脆材料超光滑表面高效加工在國(guó)防、航空航天等高【技術(shù)領(lǐng)域】的應(yīng)用提供技術(shù)支撐，具有重要的理論價(jià)值和實(shí)用價(jià)值。
【專利說明】超聲電解復(fù)合磨削內(nèi)圓用砂輪在線修整及形貌檢測(cè)裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于硬脆材料高效鏡面磨削加工【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種超聲電解復(fù)合磨削內(nèi)圓用砂輪在線修整及形貌檢測(cè)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]硬脆材料鏡面高效加工技術(shù)是超精密加工技術(shù)的一個(gè)重要分支，對(duì)發(fā)展航空航天、國(guó)防軍工、信息、微電子與光電子等尖端科學(xué)技術(shù)具有重要的意義。
[0003]由于超硬磨料的硬度高、耐磨性好，非常適合于硬脆材料的高效磨削加工。但是樹脂結(jié)合劑耐熱性差，在高溫下，結(jié)合劑與磨料的結(jié)合強(qiáng)度低，不能發(fā)揮超硬磨料的高效切削性能。陶瓷結(jié)合劑的結(jié)合強(qiáng)度和導(dǎo)熱性也較差。而金屬結(jié)合劑具有高的強(qiáng)度、硬度和導(dǎo)熱性，而且與磨料結(jié)合力強(qiáng)，砂輪形狀保持能力好，能夠充分發(fā)揮超硬磨料的切削性能，因此，國(guó)外自人造金剛石、CBN用于磨具制造以來，早期主要以青銅結(jié)合劑為主，進(jìn)入80年代后，國(guó)內(nèi)外除了研究各種電鍍砂輪外，還開發(fā)了多種配方的金屬結(jié)合劑砂輪，特別是1984年由日本東京大學(xué)研制的鑄鐵纖維結(jié)合劑(CIFB)、鑄鐵結(jié)合劑(CIB)超硬磨料砂輪具有高的剛度、強(qiáng)度，而且與磨料的粘結(jié)強(qiáng)度高、潤(rùn)滑性能好、磨削比高，特別適合工程陶瓷、硬質(zhì)合金等硬脆材料的高效磨削，但這種砂輪的整形和修銳非常困難。
[0004]目前硬脆材料鏡面加工常規(guī)工藝技術(shù)研究比較成熟，致命的缺點(diǎn)是效率低成本高。為了提高效率，硬脆材料超聲磨削技術(shù)、ELID磨削技術(shù)、磁性拋光技術(shù)、彈性發(fā)射加工技術(shù)等復(fù)合加工技術(shù)研究應(yīng)運(yùn)而生，目前技術(shù)成熟度、效率較高和應(yīng)用較多的公認(rèn)是ELID鏡面磨削和超聲精密加工技術(shù)。ELID鏡面磨削技術(shù)，是將砂輪在線電解修整與磨削拋光相復(fù)合形成的一種加工新技術(shù)。該方法的主要優(yōu)點(diǎn)是可以采用細(xì)、微磨粒獲得粗糙度極低的納米加工表面，解決航天光學(xué)等領(lǐng)域的超鏡面連續(xù)加工問題。缺點(diǎn)是砂輪易堵塞、加工效率低、成本較高、金剛石砂輪上剝落的非導(dǎo)電氧化物容易擦傷工件等，因此如何能減少砂輪堵塞、減少脫落的氧化膜對(duì)磨削表面的損傷，獲得更高的效率等問題一直是該領(lǐng)域研究的主要問題，也成為ELID磨削技術(shù)進(jìn)一步提高的瓶頸。
[0005]超聲振動(dòng)精密磨削是將超聲振動(dòng)與普通磨削相復(fù)合的一種加工技術(shù)，在精密加工中被公認(rèn)的主要優(yōu)點(diǎn)是在高效的同時(shí)可以獲得精密超精密表面，但缺點(diǎn)是保證聲學(xué)系統(tǒng)振動(dòng)穩(wěn)定性困難，砂輪不能在線修整，不能夠高效地獲得粗糙度數(shù)值極低的納米表面(小于IOnm的表面)，諸如ELID鏡面磨削那樣的表面等，這些問題也成為制約該技術(shù)在高【技術(shù)領(lǐng)域】廣泛應(yīng)用的主要因素。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0006]本發(fā)明為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處，提供一種超聲電解復(fù)合磨削內(nèi)圓用砂輪在線修整及形貌檢測(cè)裝置，該裝置能夠?qū)崿F(xiàn)超聲振動(dòng)與ELID磨削技術(shù)的復(fù)合，同時(shí)又能對(duì)砂輪的ELID修整進(jìn)行觀測(cè)，形成一種多工藝復(fù)合的高效鏡面加工技術(shù)。
[0007]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:超聲電解復(fù)合磨削內(nèi)圓用砂輪在線修整及形貌檢測(cè)裝置，包括機(jī)床工作臺(tái)I和機(jī)床主軸8，所述機(jī)床工作臺(tái)I上設(shè)有具有可變頻調(diào)速的砂輪整形裝置2和可移動(dòng)式在線觀測(cè)砂輪表面形貌的砂輪形貌在線觀測(cè)裝置12，機(jī)床主軸8上設(shè)有超聲振動(dòng)刀具系統(tǒng)4，機(jī)床主軸8外設(shè)有外圈固定套9，外圈固定套9上設(shè)有與機(jī)床主軸8同步旋轉(zhuǎn)的ELID在線修銳裝置10，超聲振動(dòng)刀具系統(tǒng)4和ELID在線修銳裝置10處于砂輪整形裝置2和砂輪形貌在線觀測(cè)裝置12之間。
[0008]所述機(jī)床主軸8豎直設(shè)置，超聲振動(dòng)刀具系統(tǒng)4包括套設(shè)在機(jī)床主軸8下端的支撐架7，支撐架7下端設(shè)有上感應(yīng)盤6，機(jī)床主軸8的下端部同軸連接有刀柄21，刀柄21下端連接有固定架14，固定架14外套設(shè)有通過固定螺釘16連接的下感應(yīng)盤5，上感應(yīng)盤6和下感應(yīng)盤5均水平設(shè)置且上感應(yīng)盤6和下感應(yīng)盤5的間距為lmm-2mm，固定架14內(nèi)設(shè)有換能器15，換能器15的下端連接有向下伸出固定架14的變幅桿13，變幅桿13下端用于安裝砂輪，下感應(yīng)盤5內(nèi)設(shè)置有連接換能器15和超聲波發(fā)生器的正極導(dǎo)線22和負(fù)極導(dǎo)線25，換能器15、變幅桿12、砂輪、固定架14、刀柄21和機(jī)床主軸8之間保持豎向的同軸度。
[0009]所述刀柄21的上部呈上小下大的圓錐形結(jié)構(gòu)，刀柄21下端設(shè)有插設(shè)在固定架14內(nèi)的限位柱46，刀柄21的中心由上而下設(shè)有一條通孔43，通孔43的上部用于與機(jī)床主軸8連接，通43孔由下端向上穿設(shè)有與通孔43下部螺紋連接的連接螺栓20，連接螺栓20的頭部18通過墊片19與固定架14頂壓配合，刀柄21的下部設(shè)有套設(shè)有環(huán)形套24，環(huán)形套24上徑向設(shè)有兩個(gè)用于頂壓連接螺栓20的緊固螺釘23，固定架14下端通過連接螺釘26設(shè)有用于限定變幅桿13位置的下端蓋44。
[0010]所述ELID在線修銳裝置10包括磁力吸盤3、磨削液進(jìn)管45、ELID電源11、陽極碳刷28和環(huán)形電極29，磨削液進(jìn)管45連接在磁力吸盤3上，磁力吸盤3連接在外圈固定套9上，陽極碳刷28和環(huán)形電極29均設(shè)在磨削液進(jìn)管45上，ELID電源11的陽極和陰極分別通過導(dǎo)線與陽極碳刷28和環(huán)形電極29連接，陽極碳刷28與變幅桿13接觸，磨削液進(jìn)管45的出口設(shè)有噴嘴17，環(huán)形電極29設(shè)在噴嘴17的外側(cè)。
[0011]所述砂輪整形裝置2包括設(shè)在第一底座30、防水電機(jī)31、修整輪32、變頻調(diào)速箱42和脈沖電源11，第一底座30設(shè)在機(jī)床工作臺(tái)I上，防水電機(jī)31設(shè)在第一底座30上，修整輪32安裝在防水電機(jī)31的動(dòng)力輸出軸上，脈沖電源11通過變頻調(diào)速箱42與防水電機(jī)31連接。
[0012]所述砂輪形貌在線觀測(cè)裝置12包括第二底座32、齒條33、箱體34、立柱35、齒輪36、安裝板37、鏡頭38、轉(zhuǎn)軸39和手柄40，第二底座32設(shè)在機(jī)床工作臺(tái)I上，立柱35下端設(shè)在第二底座32上，箱體34設(shè)在立柱35上且可沿立柱35上下移動(dòng)，轉(zhuǎn)軸39水平轉(zhuǎn)動(dòng)連接在箱體34內(nèi)，齒輪36設(shè)在轉(zhuǎn)軸39上，齒條36水平穿設(shè)在箱體34內(nèi)并與齒輪36嚙合，轉(zhuǎn)軸39的一端部設(shè)有位于箱體34外的轉(zhuǎn)動(dòng)手柄40，轉(zhuǎn)軸39上設(shè)有與箱體34外壁固定連接在固定盤41。
[0013]采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明包括具有絕緣性的變頻調(diào)速功能的砂輪整形裝置、ELID在線修銳裝置、超聲振動(dòng)刀具系統(tǒng)和可移動(dòng)式的砂輪形貌在線觀測(cè)裝置。砂輪整形裝置和砂輪形貌在線觀測(cè)裝置分別安裝在加工中心機(jī)床工作臺(tái)的左右兩側(cè)，ELID在線修銳裝置通過磁力吸盤裝在外圈固定套上，與砂輪保持相對(duì)靜止的ELID在線修銳裝置，機(jī)床主軸下端設(shè)置有超聲振動(dòng)刀具系統(tǒng)，超聲振動(dòng)刀具系統(tǒng)和ELID在線修銳裝置處于砂輪整形裝置和砂輪形貌在線觀測(cè)裝置之間。超聲振動(dòng)刀具系統(tǒng)與機(jī)床主軸一起轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)超聲振動(dòng)磨削，同時(shí)，可隨機(jī)床主軸左右移動(dòng)。無極調(diào)速電火花砂輪整形裝置和砂輪形貌在線觀測(cè)裝置固定在機(jī)床工作臺(tái)上，留有足夠的工作空間。當(dāng)超聲振動(dòng)刀具系統(tǒng)中的砂輪需要整形時(shí)，超聲振動(dòng)刀具系統(tǒng)可隨外圈固定套移動(dòng)至砂輪整形裝置處；當(dāng)該實(shí)驗(yàn)裝置處于工作狀態(tài)時(shí)，在線修銳裝置與ELID電源接通即實(shí)現(xiàn)對(duì)砂輪進(jìn)行在線修銳。
[0014]砂輪和變幅桿可根據(jù)不同使用場(chǎng)合可采用冷裝和熱裝技術(shù)。外接的超聲波發(fā)生器通過正極導(dǎo)線和負(fù)極導(dǎo)線為換能器提供動(dòng)力，并通過變幅桿的放大，實(shí)現(xiàn)超聲振動(dòng)磨削，可有效防止磨削過程中砂輪發(fā)生堵塞現(xiàn)象。
[0015]在進(jìn)行砂輪在線修銳時(shí)，ELID電源的陽極通過陽極碳刷、變幅桿與砂輪連接，環(huán)形電極與ELID電源陰極連接，磨削液從噴嘴噴出，通過具有電解作用的進(jìn)入環(huán)形電極與砂輪表面之間的間隙后，在電流的作用下，砂輪的金屬基體作為陽極被電解，使砂輪中的磨粒露出表面，形成一定的磨粒出刃高度和容屑空間，同時(shí)隨著電解過程的進(jìn)行，在砂輪表面逐漸形成一層鈍化膜，阻止電解過程的繼續(xù)進(jìn)行，使砂輪不會(huì)過快損耗。當(dāng)砂輪表面的磨粒磨損后，鈍化膜將會(huì)被工件材料刮擦去除，電解繼續(xù)進(jìn)行，可對(duì)砂輪表面進(jìn)一步修銳。砂輪的在線修銳能夠避免砂輪的過快消耗，又能夠自動(dòng)保持砂輪表面的磨削能力。
[0016]砂輪整形裝置的變頻調(diào)速箱中安裝有變頻器，變頻器和ELID脈沖電源連接，可以使脈沖電源的電信號(hào)輸出頻率在O—50Hz變化，進(jìn)而使修整輪的速度在0-2800rpm(額定轉(zhuǎn)速)無級(jí)變化。利用此裝置可以研究修整輪轉(zhuǎn)速對(duì)整形效果的影響規(guī)律。
[0017]砂輪形貌在線觀測(cè)裝置的箱體安裝立柱上，可沿立柱上下移動(dòng)，相同位置調(diào)到適當(dāng)高度后，通過頂緊螺釘夾緊箱體的側(cè)面的兩開口槽，箱體上另一個(gè)孔內(nèi)安裝移動(dòng)臂齒條，通過手柄搖動(dòng)轉(zhuǎn)軸帶動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，通過齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)齒條的移動(dòng)，來調(diào)整鏡頭的橫向位置，當(dāng)位置合適時(shí)通過箱體下的兩個(gè)頂緊螺釘夾緊開口槽，從而夾緊齒輪齒條機(jī)構(gòu)，當(dāng)需要觀測(cè)砂輪表面的氧化膜時(shí)，砂輪機(jī)構(gòu)移出工件，移到砂輪形貌在線觀測(cè)裝置附近，通過鏡頭觀察砂輪表面的氧化膜狀況。
[0018]綜上所述，為了高效地獲得鏡面表面，本發(fā)明基于超聲振動(dòng)磨削和ELID磨削研究與實(shí)踐，提出將超聲振動(dòng)與ELID磨削技術(shù)相復(fù)合，形成一種多工藝復(fù)合的高效鏡面加工技術(shù)，為此，研制了一種內(nèi)圓超聲ELID復(fù)合磨削實(shí)驗(yàn)裝置，為硬脆材料超光滑表面高效加工在國(guó)防、航空航天等高【技術(shù)領(lǐng)域】的應(yīng)用提供技術(shù)支撐，具有重要的理論價(jià)值和實(shí)用價(jià)值。
[0019]超硬砂輪的修整通常分為整形和修銳兩個(gè)階段，整形的主要目的是為了得到所需的宏觀砂輪幾何形狀，也對(duì)砂輪的微觀形貌產(chǎn)生影響。同樣修銳過程也能一定程度上消除砂輪的偏心或跳動(dòng)，同時(shí)為了更好的了解砂輪在線修整過程中磨粒的狀態(tài)，故設(shè)計(jì)了一套砂輪狀態(tài)觀測(cè)裝置。
[0020]本發(fā)明通過在加工中心機(jī)床工作臺(tái)兩側(cè)分別設(shè)置砂輪整形裝置、通過磁力吸盤裝在機(jī)床主軸的外圈固定套上與砂輪保持相對(duì)靜止的ELID在線修銳裝置、超聲振動(dòng)刀具系統(tǒng)和砂輪形貌在線觀測(cè)裝置。從而在實(shí)現(xiàn)超聲振動(dòng)磨削的同時(shí)，可根據(jù)工作要求進(jìn)行ELID砂輪在線修整或砂輪在線觀測(cè)，形成一種多工藝復(fù)合的高效鏡面加工技術(shù)，為硬脆材料超光滑表面高效加工在國(guó)防、航空航天等高【技術(shù)領(lǐng)域】的應(yīng)用提供技術(shù)支撐，具有重要的理論價(jià)值和實(shí)用價(jià)值。
【專利附圖】
【附圖說明】[0021]圖1是本發(fā)明的的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是本發(fā)明中超聲振動(dòng)刀具系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3是圖2中A-A剖視圖；
圖4是本發(fā)明中ELID在線修銳裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖5是本發(fā)明中砂輪整形裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖6是本發(fā)明中砂輪形貌在線觀測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]如圖1-圖6所示，本發(fā)明的超聲電解復(fù)合磨削內(nèi)圓用砂輪在線修整及形貌檢測(cè)裝置，包括機(jī)床工作臺(tái)I和機(jī)床主軸8，所述機(jī)床工作臺(tái)I上設(shè)有具有可變頻調(diào)速的砂輪整形裝置2和可移動(dòng)式在線觀測(cè)砂輪表面形貌的砂輪形貌在線觀測(cè)裝置12，機(jī)床主軸8上設(shè)有超聲振動(dòng)刀具系統(tǒng)4，機(jī)床主軸8外設(shè)有外圈固定套9，外圈固定套9上設(shè)有與機(jī)床主軸8同步旋轉(zhuǎn)的ELID在線修銳裝置10，超聲振動(dòng)刀具系統(tǒng)4和ELID在線修銳裝置10處于砂輪整形裝置2和砂輪形貌在線觀測(cè)裝置12之間。
[0023]機(jī)床主軸8豎直設(shè)置，超聲振動(dòng)刀具系統(tǒng)4包括套設(shè)在機(jī)床主軸8下端的支撐架7，支撐架7下端設(shè)有上感應(yīng)盤6，機(jī)床主軸8的下端部同軸連接有刀柄21，刀柄21下端連接有固定架14，固定架14外套設(shè)有通過固定螺釘16連接的下感應(yīng)盤5，上感應(yīng)盤6和下感應(yīng)盤5均水平設(shè)置且上感應(yīng)盤6和下感應(yīng)盤5的間距為lmm-2mm，固定架14內(nèi)設(shè)有換能器15，換能器15的下端連接有向下伸出固定架14的變幅桿13，變幅桿13下端用于安裝砂輪，下感應(yīng)盤5內(nèi)設(shè)置有連接換能器15和超聲波發(fā)生器的正極導(dǎo)線22和負(fù)極導(dǎo)線25，換能器
15、變幅桿12、砂輪、固定架14、刀柄21和機(jī)床主軸8之間保持豎向的同軸度。
[0024]刀柄21的上部呈上小下大的圓錐形結(jié)構(gòu)，刀柄21下端設(shè)有插設(shè)在固定架14內(nèi)的限位柱46，刀柄21的中心由上而下設(shè)有一條通孔43，通孔43的上部用于與機(jī)床主軸8連接，通43孔由下端向上穿設(shè)有與通孔43下部螺紋連接的連接螺栓20，連接螺栓20的頭部18通過墊片19與固定架14頂壓配合，刀柄21的下部設(shè)有套設(shè)有環(huán)形套24，環(huán)形套24上徑向設(shè)有兩個(gè)用于頂壓連接螺栓20的緊固螺釘23，固定架14下端通過連接螺釘26設(shè)有用于限定變幅桿13位置的下端蓋44。
[0025]ELID在線修銳裝置10包括磁力吸盤3、磨削液進(jìn)管45、ELID電源11、陽極碳刷28和環(huán)形電極29，磨削液進(jìn)管45連接在磁力吸盤3上，磁力吸盤3連接在外圈固定套9上，陽極碳刷28和環(huán)形電極29均設(shè)在磨削液進(jìn)管45上，ELID電源11的陽極和陰極分別通過導(dǎo)線與陽極碳刷28和環(huán)形電極29連接，陽極碳刷28與變幅桿13接觸，磨削液進(jìn)管45的出口設(shè)有噴嘴17，環(huán)形電極29設(shè)在噴嘴17的外側(cè)。
[0026]砂輪整形裝置2包括設(shè)在第一底座30、防水電機(jī)31、修整輪32、變頻調(diào)速箱42和脈沖電源11，第一底座30設(shè)在機(jī)床工作臺(tái)I上，防水電機(jī)31設(shè)在第一底座30上，修整輪32安裝在防水電機(jī)31的動(dòng)力輸出軸上，脈沖電源11通過變頻調(diào)速箱42與防水電機(jī)31連接。
[0027]砂輪形貌在線觀測(cè)裝置12包括第二底座32、齒條33、箱體34、立柱35、齒輪36、安裝板37、鏡頭38、轉(zhuǎn)軸39和手柄40，第二底座32設(shè)在機(jī)床工作臺(tái)I上，立柱35下端設(shè)在第二底座32上，箱體34設(shè)在立柱35上且可沿立柱35上下移動(dòng)，轉(zhuǎn)軸39水平轉(zhuǎn)動(dòng)連接在箱體34內(nèi)，齒輪36設(shè)在轉(zhuǎn)軸39上，齒條36水平穿設(shè)在箱體34內(nèi)并與齒輪36嚙合，轉(zhuǎn)軸39的一端部設(shè)有位于箱體34外的轉(zhuǎn)動(dòng)手柄40，轉(zhuǎn)軸39上設(shè)有與箱體34外壁固定連接在固定盤41。
[0028]本發(fā)明包括具有絕緣性的變頻調(diào)速功能的砂輪整形裝置2、ELID在線修銳裝置
10、超聲振動(dòng)刀具系統(tǒng)4和可移動(dòng)式的砂輪形貌在線觀測(cè)裝置12。砂輪整形裝置2和砂輪形貌在線觀測(cè)裝置12分別安裝在加工中心機(jī)床工作臺(tái)I的左右兩側(cè)，ELID在線修銳裝置10通過磁力吸盤裝在外圈固定套9上，與砂輪27保持相對(duì)靜止的ELID在線修銳裝置10，機(jī)床主軸8下端設(shè)置有超聲振動(dòng)刀具系統(tǒng)4，超聲振動(dòng)刀具系統(tǒng)4和ELID在線修銳裝置10處于砂輪整形裝置2和砂輪形貌在線觀測(cè)裝置12之間。超聲振動(dòng)刀具系統(tǒng)4與機(jī)床主軸8一起轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)超聲振動(dòng)磨削，同時(shí)，可隨機(jī)床主軸8左右移動(dòng)。無極調(diào)速電火花砂輪整形裝置2和砂輪形貌在線觀測(cè)裝置12固定在機(jī)床工作臺(tái)I上，留有足夠的工作空間。當(dāng)超聲振動(dòng)刀具系統(tǒng)4中的砂輪27需要整形時(shí)，超聲振動(dòng)刀具系統(tǒng)4可隨外圈固定套9移動(dòng)至砂輪整形裝置2處；當(dāng)該實(shí)驗(yàn)裝置處于工作狀態(tài)時(shí)，在線修銳裝置10與ELID電源11接通即實(shí)現(xiàn)對(duì)砂輪27進(jìn)行在線修銳。
[0029]砂輪27和變幅桿13可根據(jù)不同使用場(chǎng)合可采用冷裝和熱裝技術(shù)。外接的超聲波發(fā)生器通過正極導(dǎo)線22和負(fù)極導(dǎo)線25為換能器15提供動(dòng)力，并通過變幅桿13的放大，實(shí)現(xiàn)超聲振動(dòng)磨削，可有效防止磨削過程中砂輪27發(fā)生堵塞現(xiàn)象。
[0030]在進(jìn)行砂輪27在線修銳時(shí)，ELID電源11陽極通過陽極碳刷28、變幅桿13與砂輪27連接，環(huán)形電極29與ELID電源11陰極連接，磨削液從噴嘴17噴出，通過具有電解作用的進(jìn)入環(huán)形電極29與砂輪27表面之間的間隙后，在電流的作用下，砂輪27的金屬基體作為陽極被電解，使砂輪27中的磨粒露出表面，形成一定的磨粒出刃高度和容屑空間，同時(shí)隨著電解過程的進(jìn)行，在砂輪27表面逐漸形成一層鈍化膜，阻止電解過程的繼續(xù)進(jìn)行，使砂輪27不會(huì)過快損耗。當(dāng)砂輪27表面的磨粒磨損后，鈍化膜將會(huì)被工件材料刮擦去除，電解繼續(xù)進(jìn)行，可對(duì)砂輪27表面進(jìn)一步修銳。砂輪27的在線修銳能夠避免砂輪27的過快消耗，又能夠自動(dòng)保持砂輪27表面的磨削能力。
[0031]砂輪整形裝置2的變頻調(diào)速箱中安裝有變頻器，變頻器和ELID脈沖電源11連接，可以使脈沖電源11的電信號(hào)輸出頻率在O — 50Hz變化，進(jìn)而使修整輪的速度在0-2800rpm(額定轉(zhuǎn)速)無級(jí)變化。利用此裝置可以研究修整輪32轉(zhuǎn)速對(duì)整形效果的影響規(guī)律。
[0032]砂輪形貌在線觀測(cè)裝置12的箱體34安裝立柱35上，可沿立柱上下移動(dòng)，相同位置調(diào)到適當(dāng)高度后，通過頂緊螺釘夾緊箱體34的側(cè)面的兩開口槽，箱體34上另一個(gè)孔內(nèi)安裝移動(dòng)臂齒條33，通過手柄40搖動(dòng)轉(zhuǎn)軸39帶動(dòng)齒輪37轉(zhuǎn)動(dòng)，通過齒輪38的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)齒條33的移動(dòng)，來調(diào)整鏡頭的橫向位置，當(dāng)位置合適時(shí)通過箱體34下的兩個(gè)頂緊螺釘夾緊開口槽，從而夾緊齒輪齒條機(jī)構(gòu)，當(dāng)需要觀測(cè)砂輪27表面的氧化膜時(shí)，砂輪27機(jī)構(gòu)移出工件，移到砂輪27在線觀測(cè)裝置12附近，通過鏡頭38觀察砂輪27表面的氧化膜狀況。
[0033]本實(shí)施例并非對(duì)本發(fā)明的形狀、材料、結(jié)構(gòu)等作任何形式上的限制，凡是依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化與修飾，均屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.超聲電解復(fù)合磨削內(nèi)圓用砂輪在線修整及形貌檢測(cè)裝置，包括機(jī)床工作臺(tái)(I)和機(jī)床主軸(8)，其特征在于:所述機(jī)床工作臺(tái)(I)上設(shè)有具有可變頻調(diào)速的砂輪整形裝置(2)和可移動(dòng)式在線觀測(cè)砂輪表面形貌的砂輪形貌在線觀測(cè)裝置(12)，機(jī)床主軸(8)上設(shè)有超聲振動(dòng)刀具系統(tǒng)(4)，機(jī)床主軸(8)外設(shè)有外圈固定套(9)，外圈固定套(9)上設(shè)有與機(jī)床主軸(8)同步旋轉(zhuǎn)的ELID在線修銳裝置(10)，超聲振動(dòng)刀具系統(tǒng)(4)和ELID在線修銳裝置(10)處于砂輪整形裝置(2)和砂輪形貌在線觀測(cè)裝置(12)之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲電解復(fù)合磨削內(nèi)圓用砂輪在線修整及形貌檢測(cè)裝置，其特征在于:所述機(jī)床主軸(8)豎直設(shè)置，超聲振動(dòng)刀具系統(tǒng)(4)包括套設(shè)在機(jī)床主軸(8)下端的支撐架(7 )，支撐架(7 )下端設(shè)有上感應(yīng)盤(6 )，機(jī)床主軸(8 )的下端部同軸連接有刀柄(21)，刀柄(21)下端連接有固定架(14)，固定架(14)外套設(shè)有通過固定螺釘(16)連接的下感應(yīng)盤(5 )，上感應(yīng)盤(6 )和下感應(yīng)盤(5 )均水平設(shè)置且上感應(yīng)盤(6 )和下感應(yīng)盤(5 )的間距為固定架(14)內(nèi)設(shè)有換能器(15),換能器(15)的下端連接有向下伸出固定架(14)的變幅桿(13)，變幅桿(13)下端用于安裝砂輪，下感應(yīng)盤(5)內(nèi)設(shè)置有連接換能器(15)和超聲波發(fā)生器的正極導(dǎo)線(22)和負(fù)極導(dǎo)線(25)，換能器(15)、變幅桿(12)、砂輪、固定架(14)、刀柄(21)和機(jī)床主軸(8)之間保持豎向的同軸度。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的超聲電解復(fù)合磨削內(nèi)圓用砂輪在線修整及形貌檢測(cè)裝置，其特征在于:所述刀柄(21)的上部呈上小下大的圓錐形結(jié)構(gòu)，刀柄(21)下端設(shè)有插設(shè)在固定架(14)內(nèi)的限位柱(46)，刀柄(21)的中心由上而下設(shè)有一條通孔(43)，通孔(43)的上部用于與機(jī)床主軸(8)連接 ，通(43)孔由下端向上穿設(shè)有與通孔(43)下部螺紋連接的連接螺栓(20)，連接螺栓(20)的頭部(18)通過墊片(19)與固定架(14)頂壓配合，刀柄(21)的下部設(shè)有套設(shè)有環(huán)形套(24)，環(huán)形套(24)上徑向設(shè)有兩個(gè)用于頂壓連接螺栓(20)的緊固螺釘(23)，固定架(14)下端通過連接螺釘(26)設(shè)有用于限定變幅桿(13)位置的下端蓋(44)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的超聲電解復(fù)合磨削內(nèi)圓用砂輪在線修整及形貌檢測(cè)裝置，其特征在于:所述ELID在線修銳裝置(10)包括磁力吸盤(3)、磨削液進(jìn)管(45)、ELID電源(11)、陽極碳刷(28)和環(huán)形電極(29)，磨削液進(jìn)管(45)連接在磁力吸盤(3)上，磁力吸盤(3 )連接在外圈固定套(9 )上，陽極碳刷(28 )和環(huán)形電極(29 )均設(shè)在磨削液進(jìn)管(45 )上，ELID電源(11)的陽極和陰極分別通過導(dǎo)線與陽極碳刷(28)和環(huán)形電極(29)連接，陽極碳刷(28)與變幅桿(13)接觸，磨削液進(jìn)管(45)的出口設(shè)有噴嘴(17)，環(huán)形電極(29)設(shè)在噴嘴(17)的外側(cè)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的超聲電解復(fù)合磨削內(nèi)圓用砂輪在線修整及形貌檢測(cè)裝置，其特征在于:所述砂輪整形裝置(2)包括設(shè)在第一底座(30)、防水電機(jī)(31)、修整輪(32 )、變頻調(diào)速箱(42 )和脈沖電源(11)，第一底座(30 )設(shè)在機(jī)床工作臺(tái)(I)上，防水電機(jī)(31)設(shè)在第一底座(30)上，修整輪(32)安裝在防水電機(jī)(31)的動(dòng)力輸出軸上，脈沖電源(11)通過變頻調(diào)速箱(42 )與防水電機(jī)(31)連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的超聲電解復(fù)合磨削內(nèi)圓用砂輪在線修整及形貌檢測(cè)裝置，其特征在于:所述砂輪形貌在線觀測(cè)裝置(12)包括第二底座(32)、齒條(33)、箱體(34)、立柱(35)、齒輪(36)、安裝板(37)、鏡頭(38)、轉(zhuǎn)軸(39)和手柄(40)，第二底座(32)設(shè)在機(jī)床工作臺(tái)(I)上，立柱(35 )下端設(shè)在第二底座(32 )上，箱體(34 )設(shè)在立柱(35 )上且可沿立柱(35 )上下移動(dòng)，轉(zhuǎn)軸(39 )水平轉(zhuǎn)動(dòng)連接在箱體(34 )內(nèi)，齒輪(36 )設(shè)在轉(zhuǎn)軸(39 )上，齒條(36)水平穿設(shè)在箱體(34)內(nèi)并與齒輪(36)嚙合，轉(zhuǎn)軸(39)的一端部設(shè)有位于箱體(34)外的轉(zhuǎn)動(dòng)手柄(40)，轉(zhuǎn)軸(39)上設(shè) 有與箱體(34)外壁固定連接在固定盤(41)。
【文檔編號(hào)】B24B49/00GK103753397SQ201410009760
【公開日】2014年4月30日 申請(qǐng)日期:2014年1月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月9日
【發(fā)明者】趙波, 童景琳, 卞平艷, 趙重陽, 李亞敏, 劉折, 崔峰 申請(qǐng)人:河南理工大學(xué)