一種超聲激光復(fù)合修整砂輪方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于砂輪復(fù)合修整方法類，具體是一種超聲激光復(fù)合修整砂輪方法，其特征在于：激光發(fā)射器通過光纖將能量傳給帶有聚焦頭固定裝置的聚焦頭，聚焦激光束以適當(dāng)?shù)募訜釙r間和能量密度在修整點前方對旋轉(zhuǎn)的砂輪進(jìn)行加熱，超聲波發(fā)聲器將超聲頻信號傳遞給超聲換能器，經(jīng)換能器轉(zhuǎn)換為機(jī)械振動后傳給變幅桿，變幅桿產(chǎn)生縱向振動的波會在小端開斜槽處分解，分為縱向振動和彎曲振動，在金剛石修整筆尖處形成復(fù)合橢圓超聲振動進(jìn)行修整。這種超聲振動修整同時復(fù)合以激光的輔助加熱作用，使砂輪局部材料去除由脆性去除轉(zhuǎn)變?yōu)樗苄匀コ?，降低切削力，減少修整筆的磨損，提高修整效率與修整精度。
【專利說明】一種超聲激光復(fù)合修整砂輪方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于砂輪復(fù)合修整【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種超聲激光復(fù)合修整方法，適用于密實型超硬磨粒砂輪的精密高效修整，尤其是金剛石砂輪和CBN砂輪的精密高效修整。

【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)前，隨著科學(xué)技術(shù)和工業(yè)的發(fā)展，具有優(yōu)異性能的難加工材料在航空、航天、航海、石油、化工、汽車等工業(yè)部門得到了廣泛的應(yīng)用。對這些難加工材料進(jìn)行高效精密加工已成為當(dāng)今的研究熱點之一。由于超硬材料的難加工特點，以及對加工精度要求的提高，使得磨削加工，特別是使用超硬磨料砂輪對這些材料進(jìn)行高效精密磨削加工的需求日益增力口。但在實際磨削過程中，砂輪鈍化會使磨削性能下降，甚至燒傷工件，使表面加工質(zhì)量下降，局限了其在高性能難加工材料的精密加工中的正常使用，要解決這些問題，需要對砂輪及時進(jìn)行修整。但是密實型超硬磨料砂輪本身的結(jié)合強(qiáng)度高、磨粒硬度高，存在修整時間長、修整難度大、修整效率低等特點，特別是對于各種成形砂輪的精確在線修整是國內(nèi)外磨削界面臨的難題。因此，研究快速高效、高質(zhì)量的砂輪修整技術(shù)成為實現(xiàn)難加工材料精密超精密磨削、高速高效磨削、成形磨削、磨削自動化的關(guān)鍵技術(shù)之一。
[0003]目前，超硬磨料砂輪常用的修整方法:杯型砂輪修整、點擠壓修整、在線電解修整、電火花砂輪修整、激光砂輪修銳和超聲振動修整等技術(shù),也有把兩種及以上的修整技術(shù)復(fù)合在一起的，比如電解電火花復(fù)合修整、機(jī)械化學(xué)復(fù)合修整、激光輔助金剛石筆修整等。盡管這些方法在一定程度上改善了磨削質(zhì)量，減少了砂輪的磨損，但隨著實用性、便利性、高效精密加工等要求的提高和超硬磨料砂輪自身高硬度的特點，這些修整方法或因修整工具磨損過快、效率低、修整精度差或修整設(shè)備昂貴等原因，在實際修整過程中存在一定局限性。本發(fā)明克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種超聲激光復(fù)合修整砂輪的方法。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有修整技術(shù)的不足，提供一種簡單可靠、高效、精密的超硬磨料砂輪修整方法。
[0005]本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:
一種超聲激光復(fù)合修整砂輪方法，其特征在于:激光發(fā)射器通過光纖將能量傳給帶有聚焦頭固定裝置的聚焦頭，聚焦激光束以適當(dāng)?shù)募訜釙r間和能量密度在修整點前方對旋轉(zhuǎn)的砂輪進(jìn)行加熱，超聲波發(fā)聲器將超聲頻信號傳遞給超聲換能器，經(jīng)換能器轉(zhuǎn)換為機(jī)械振動后傳給變幅桿，變幅桿產(chǎn)生縱向振動的波會在小端開斜槽處分解，分為縱向振動和彎曲振動，在金剛石修整筆尖處形成復(fù)合橢圓超聲振動進(jìn)行修整，修整筆尖沿著橢圓軌跡向上移動從而脫離砂輪，便于切屑的流出，修整筆完全脫離砂輪后，便會移到下一次開始修整的位置，開始下一輪修整。在修整砂輪的過程中，由于超聲振動和激光輔助加熱復(fù)合作用，砂輪局部材料去除由脆性去除轉(zhuǎn)變?yōu)樗苄匀コ档颓邢髁?，減少修整筆的磨損，提高修整效率與修整結(jié)果。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0006]圖1是本發(fā)明原理圖；
其中:1、超聲發(fā)生器，2、激光發(fā)射器,3、光纖,4、激光聚焦頭,5、砂輪,6、金剛石修整筆，7、變幅桿，8、超聲換能器，9、支架。

【具體實施方式】
[0007]—種砂輪超聲激光復(fù)合修整方法，其特征在于:激光發(fā)射器2通過光纖3將能量傳給帶有聚焦頭固定調(diào)整裝置的激光聚焦頭4，激光聚焦頭4與金剛石修整筆6的圓周角度設(shè)置為50-70°，軸向距離0.6-2_，激光聚焦頭4以適當(dāng)?shù)募訜釙r間和能量密度在修整點前方對旋轉(zhuǎn)的砂輪5進(jìn)行軸向移動加熱，超聲發(fā)聲器I將超聲頻信號傳遞給超聲換能器8，經(jīng)換能器8轉(zhuǎn)換為機(jī)械振動后傳給變幅桿7，變幅桿7產(chǎn)生縱向振動的波會在小端開斜槽處分解，分為縱向振動和彎曲振動，在金剛石修整筆6筆尖處形成復(fù)合橢圓超聲振動進(jìn)行修整，修整筆6筆尖沿著橢圓軌跡向上移動從而脫離砂輪5，便于切屑的流出，修整筆6完全脫離砂輪5后，便會移到下一次開始修整的位置，開始下一輪修整，此種超聲振動修整方式在整形的同時也可以獲得修銳效果，輔助以激光加熱，砂輪局部材料由脆性轉(zhuǎn)變?yōu)樗苄?，降低切削力，減少修整筆的磨損，提高修整效率與修整結(jié)果。
[0008]以上所述，只是本發(fā)明的較佳實施方式而已，但本發(fā)明并不限于上述實施例，只要其以任何相同或相似手段達(dá)到本發(fā)明的技術(shù)效果，都應(yīng)落入本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種超聲激光復(fù)合修整砂輪的方法，其特征在于:激光發(fā)射器通過光纖將能量傳給帶有聚焦頭固定裝置的激光聚焦頭，聚焦激光束以適當(dāng)?shù)募訜釙r間和能量密度在修整點前方對旋轉(zhuǎn)的砂輪進(jìn)行加熱，超聲波發(fā)聲器將超聲頻信號傳遞給超聲換能器，經(jīng)換能器轉(zhuǎn)換為機(jī)械振動后傳給變幅桿，變幅桿產(chǎn)生縱向振動的波會在小端開斜槽處分解，分為縱向振動和彎曲振動，在金剛石修整筆尖處形成復(fù)合橢圓超聲振動進(jìn)行修整。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種砂輪超聲激光復(fù)合修整的方法，其特征在于:激光發(fā)射器功率180-240W，脈沖頻率范圍取50-110KHZ，激光光斑直徑0.6_2mm，激光光斑中心距離金剛石修整筆軸向距離0.6-2_，激光與金剛石修整筆的圓周角度為50-70度，超聲波發(fā)生器功率20-70W，砂輪轉(zhuǎn)速400-1000r/min，金剛石修整器修整導(dǎo)程0.015-0.035um,修整切深 2.0-5.0um0
【文檔編號】B24B53/06GK104440558SQ201410673475
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年11月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月24日
【發(fā)明者】楊志波, 楊瑞云, 趙波, 曹偉, 張振, 明平美, 劉愛菊 申請人:河南理工大學(xué)