一种超硬磨料镀层电极放电磨削复合加工装置及方法制造方法及图纸

一种超硬磨料镀层电极放电磨削复合加工装置(100)，用于对工件(90)进行加工，所述超硬磨料镀层电极放电磨削复合加工装置(100)包括工具电极(20)、用于提供脉冲放电并与工件(90)电线连接且与工具电极(20)电线连接的脉冲电源(80)、用于驱动工具电极(20)旋转的旋转驱动器(10)(旋转轴10)以及用于驱动旋转驱动器(10)在空间内移动的移动驱动器，工具电极(20)包括超硬磨料镀层电极放电磨削复合加工装置采用多层铜箔材料制作成的圆环状多层薄片电极片(21)，电极片(21)包括极片本体(211)以及由超硬磨料制成且采用电镀方法涂覆在极片本体(211)两侧的磨粒，制作成超硬磨料镀层薄片电极片(21)。将旋转式磨料镀层薄片电极片(21)连同砂轮夹具(31)和法兰夹具(32)一起安装在数控磨床的旋转轴(10)上(旋转式磨料镀层电极片(21)的直径比砂轮夹具(31)的直径大(0.5～5mm)，并随砂轮夹具(31)一起旋转运动。在砂轮夹具(31)与导电工件(90)两端通过石墨电刷(40)连接脉冲电源(80)，将导电工件(90)放置在水平工作台上，使得旋转的磨料镀层电极片(21)与工件(90)之间产生脉冲电火花放电，旋转式镀层电极片(21)沿设定的数控轨迹在工件(90)表面作往复运动，沿进给深度方向通过微放电加工去除工件(90)的材料，沿电极片(21)的两侧方向通过超硬磨粒(212)微切削去除工件(90)的材料，从而可以在工件(90)的表面高效率、一次并排加工出多个光滑的微沟槽阵列结构(91)，从而实现硬脆材料的电火花放电磨削加工，可以极大提高放电磨削效率和放电磨削质量。

A Composite Processing Device and Method for Electrode Discharge Grinding of Super Hard Abrasive Coating

A composite machining device (100) for discharge grinding of superhard abrasive coating electrodes is used to process workpieces (90). The composite machining device (100) includes tool electrodes (20), pulse power supply (80) for providing pulse discharge and connecting with workpiece (90) wires and tool electrodes (20) wires, and rotary drive for driving tool electrodes (20) to rotate. Tool electrodes (20) include a composite machining device of discharge grinding of superhard abrasive coated electrodes, a circular multilayer sheet electrode (21) made of multilayer copper foil, an electrode sheet (21) including a body of the sheet (211) and a mobile driver used to drive the rotation driver (10) to move in space, and an electroplating method is used to coat the sheet cost. The abrasive particles on both sides of the body (211) are fabricated into thin sheet electrodes (21) with superhard abrasive coating. The rotary abrasive coated sheet electrode sheet (21) is installed on the rotating axis (10) of the CNC grinder together with the grinding wheel clamp (31) and the flange clamp (32). The diameter of the rotary abrasive coated electrode sheet (21) is larger than that of the grinding wheel clamp (31) (0.5-5 mm), and rotates with the grinding wheel clamp (31). Pulse power supply (80) is connected between grinding wheel clamp (31) and conductive workpiece (90) through graphite brush (40). The conductive workpiece (90) is placed on a horizontal worktable to generate pulsed electric spark discharge between the rotating abrasive coated electrode sheet (21) and the workpiece (90). The rotating coated electrode sheet (21) moves to and fro on the workpiece (90) surface along a set numerical control trajectory and passes slightly along the feed depth direction. The material of workpiece (90) can be removed by EDM, and the material of workpiece (90) can be removed by micro-cutting with superhard abrasive particles (212) along both sides of the electrode sheet (21). Thus, a number of smooth micro-groove arrays (91) can be machined side by side on the surface of workpiece (90). Thus, EDM of hard and brittle materials can be realized, and the efficiency of EDM and EDM can be greatly improved. Quality.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】一种超硬磨料镀层电极放电磨削复合加工装置及方法
本专利技术属于微放电加工技术设备领域，尤其涉及一种超硬磨料镀层电极放电磨削复合加工装置及方法。
技术介绍
在陶瓷、玻璃、蓝宝石等硬脆性材料表面加工出三维微阵列结构，可以附加出新的工程应用价值，但是微米尺度结构的三维微阵列结构加工十分困难，目前尚未有高效高精度的成形加工方法。虽然传统的微放电加工方法可以在工件表面加工出微阵列结构，但是传统的微放电加工方法无法保证三维微阵列结构的形状及尺寸精度。尽管利用传统的砂轮磨削和电火花放电磨削方法可以加工出高精度的微阵列结构，但是其加工效率十分低下，在生产制造过程中，无法得到广泛的应用与发展。而且，砂轮磨削过程中，需要频繁对砂轮进行修锐和修整，加工效率非常低下，且砂轮修整精度很难控制。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种超硬磨料镀层电极放电磨削复合加工装置，旨在解决现有技术中无法在被加工工件表面一次高效成形加工出多个微阵列结构以及保证所加工的微阵列结构的加工精度的问题。本专利技术是这样实现的，一种超硬磨料镀层电极放电磨削复合加工装置，用于对工件进行加工，所述超硬磨料镀层电极放电磨削复合加工装置包括工具电极、用于提供脉冲电并与所述工件电性连接且与所述工具电极电性连接的脉冲电源、用于驱动所述工具电极旋转的旋转驱动器以及用于驱动所述旋转驱动器在空间内移动的移动驱动器，所述工具电极包括用于产生电火花以加工所述工件的多个电极片以及用于夹持多个所述电极片并与所述旋转驱动器连接的夹持组件，所述夹持组件电性连接所述脉冲电源，所述旋转驱动器通过所述夹持组件驱动所述电极片转动，所述电极片包括若干由导电材料制成并与所述夹持组件电性连接的极片本体以及若干由超硬材料制成且凸设在所述极片本体两侧表面的磨粒。进一步地，所述极片本体为环状，所述环状极片本体包括由内往外设置的供所述夹持组件夹持的内环部以及连接在所述内环部上且与所述工件之间产生电火花的外环部，若干所述磨粒凸设于所述外环部两侧的环面。进一步地，若干所述磨粒呈环状均匀分布于所述外环部两侧的环面且所述磨粒的磨削点至所述外环部的环面的距离相等。进一步地，所述工具电极还包括由导电材料制成且设置在相邻的所述极片本体之间的垫片。进一步地，所述垫片为圆形且位于两相邻的所述极片本体的所述内环部之间并电性连通两相邻的所述极片本体。进一步地，所述垫片的直径小于所述极片本体的直径。进一步地，所述极片本体的数量为三个，三个所述极片本体的所述内环部以及设置在相邻的所述内环部之间的垫片共同形成极片导电部；三个所述极片本体的所述外环部以及均匀设置在所述外环部两侧环面的所述磨粒共同形成放电磨削部。进一步地，所述夹持组件包括电性夹持于所述极片导电部两侧的砂轮夹具以及夹持于所述砂轮夹具两侧的法兰夹具。进一步地，所述砂轮夹具包括电性夹持于所述极片导电部一侧的所述内环部的第一砂轮以及与所述第一砂轮相对设置并电性夹持于所述极片导电部另一侧的所述内环部的第二砂轮。进一步地，所述第一砂轮的直径小于所述极片本体的直径，所述第二砂轮的直径小于所述极片本体的直径。进一步地，所述法兰夹具包括夹持于所述第一砂轮一侧的紧固法兰以及与所述紧固法兰相对设置并夹持于所述第二砂轮一侧的定位法兰。进一步地，所述定位法兰旋转连接于所述旋转驱动器；所述紧固法兰、所述第一砂轮、所述极片导电部、所述第二砂轮以及所述定位法兰依次并列设置。进一步地，所述超硬磨料镀层电极放电磨削复合加工装置还包括电刷，所述电刷一端电性连接所述脉冲电源，所述电刷另一端滑动接触且电性连接于所述第一砂轮朝向所述紧固法兰的表面上。进一步地，所述工件、所述脉冲电源、所述电刷以及所述工具电极依次电性连接且所述工件与所述工具电极以预定的距离设置以产生电火花加工所述工件。进一步地，所述脉冲电源的脉冲电压范围为20～150V，脉冲频率范围为100～5000Hz，脉冲宽度范围为0.2～100μs。进一步地，一种超硬磨料镀层电极放电磨削复合加工方法，用于对工件进行加工，包括以下加工步骤：准备步骤：准备所述超硬磨料镀层电极放电磨削复合加工装置；工件预置步骤：将所述工件放置在合适的位置以配合所述超硬磨料镀层电极放电磨削复合加工装置；加工步骤：所述旋转驱动器驱动所述工具电极高速旋转，所述移动驱动器驱动所述旋转驱动器在空间移动，所述工件、所述工具电极和所述脉冲电源之间形成放电回路，所述电极片与所述工件之间产生微细电火花放电以侵蚀所述工件，所述磨粒切削所述工件。本专利技术的技术效果是：本专利技术提供的超硬磨料镀层电极放电磨削复合加工装置，利用高效率的微细电火花放电加工方法，通过使用多个高速旋转的薄片电极片，使多个薄片电极片与工件之间产生微细电火花，从而对工件进行放电加工。在移动驱动器和旋转驱动器的驱动下，工具电极的电极片可在工件的深度进给方向上，通过微细电火花放电。附图说明图1是本专利技术实施例提供的一种超硬磨料镀层电极放电磨削复合加工装置的结构示意图。图2是图1的超硬磨料镀层电极放电磨削复合加工装置的工具电极的结构示意图。图3是图1的A处的局部放大图。图4是图1的超硬磨料镀层电极放电磨削复合加工装置的电极片的结构示意图。图5是图1的超硬磨料镀层电极放电磨削复合加工装置的放电磨削部与极片导电部的结构示意图。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“厚度”、“上”、“下”、“垂直”、“平行”、“底”、“角”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。在本专利技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。请参阅图1至图2，本专利技术所提供的超硬磨料镀层电极放电磨削复合加工装置100用来加工工件90，包括：工具电极20、用于提供脉冲电并与所述工件90电性连接且与所述工具电极20电性连接的脉冲电源80、用于驱动所述工具电极20旋转的旋转驱动器10以及用于驱动所述旋转驱动器10在空间内移动的移动驱动器(图中未画)。本实施例中所述移动驱动器为具有三轴联动系统的数控磨床(图中未画)，所述旋转驱动器10为一端转接于所述数控磨床的旋转轴10，旋转轴10的另一端连接在所述工具电极20上。所述工具电极20包括用于产生电火花以加工所述工件90的多个电极片21以及用于夹持多个所述电极片21并与所述旋转轴10连接的夹持组件30，所述夹持组件30电性连接所述脉冲电源80，所述旋转轴10通过所述夹持组件30驱动所述电极片21转动，所述电极片21包括若干由导电材料制成并与所述夹持组件30电性连接的极片本体211以及若干由超硬材料制成且凸设在所述极片本体211两侧表面的磨粒212。具体地，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种超硬磨料镀层电极放电磨削复合加工装置，用于对工件进行加工，其特征在于，所述超硬磨料镀层电极放电磨削复合加工装置包括工具电极、用于提供脉冲放电并与所述工件电线连接且与所述工具电极电线连接的脉冲电源、用于驱动所述工具电极旋转的旋转驱动器以及用于驱动所述旋转驱动器在空间内移动的移动驱动器，所述工具电极包括用于产生电火花以加工所述工件的多个电极片以及用于夹持多个所述电极片并与所述旋转驱动器连接的夹持组件，所述夹持组件电线连接所述脉冲电源，所述旋转驱动器通过所述夹持组件驱动所述电极片转动，所述电极片包括若干由导电材料制成并与所述夹持组件电线连接的极片本体以及若干由超硬材料制成且凸设在所述极片本体两侧表面的磨粒。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种超硬磨料镀层电极放电磨削复合加工装置，用于对工件进行加工，其特征在于，所述超硬磨料镀层电极放电磨削复合加工装置包括工具电极、用于提供脉冲放电并与所述工件电线连接且与所述工具电极电线连接的脉冲电源、用于驱动所述工具电极旋转的旋转驱动器以及用于驱动所述旋转驱动器在空间内移动的移动驱动器，所述工具电极包括用于产生电火花以加工所述工件的多个电极片以及用于夹持多个所述电极片并与所述旋转驱动器连接的夹持组件，所述夹持组件电线连接所述脉冲电源，所述旋转驱动器通过所述夹持组件驱动所述电极片转动，所述电极片包括若干由导电材料制成并与所述夹持组件电线连接的极片本体以及若干由超硬材料制成且凸设在所述极片本体两侧表面的磨粒。2.根据权利要求1所述的超硬磨料镀层电极放电磨削复合加工装置，其特征在于：所述极片本体为环状，所述极片本体包括由内往外设置的供所述夹持组件夹持的内环部以及连接在所述内环部上且与所述工件之间产生电火花的外环部，若干所述磨粒设置于所述外环部两侧的环面。3.根据权利要求2所述的超硬磨料镀层电极放电磨削复合加工装置，其特征在于：若干所述磨粒呈环状均匀分布于所述外环部两侧的环面且所述磨粒的磨削点至所述外环部的环面的距离相等。4.根据权利要求2所述的超硬磨料镀层电极放电磨削复合加工装置，其特征在于：所述工具电极还包括由导电材料制成且设置在相邻的所述极片本体之间的垫片。5.根据权利要求3所述的超硬磨料镀层电极放电磨削复合加工装置，其特征在于：所述垫片为圆形且位于两相邻的所述极片本体的所述内环部之间并电线连通两相邻的所述极片本体。6.根据权利要求5所述的超硬磨料镀层电极放电磨削复合加工装置，其特征在于：所述垫片的直径小于所述极片本体的直径。7.根据权利要求5所述的超硬磨料镀层电极放电磨削复合加工装置，其特征在于：所述极片本体的数量为三个，三个所述极片本体的所述内环部以及设置在相邻的所述内环部之间的垫片共同形成极片导电部；三个所述极片本体的所述外环部以及均匀设置在所述外环部两侧环面的所述磨粒共同形成放电磨削部。8.根据权利要求7所述的超硬磨料镀层电极放电磨削复合加工装置，其特征在于：所述夹持组件包括电性夹持于所述极片导电部两侧的砂轮夹具以及夹持于所述砂轮夹具两侧的法兰夹具。9.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：伍晓宇，鲁艳军，周超兰，徐斌，赵航，雷建国，
申请(专利权)人：深圳大学，
类型：发明
国别省市：广东,44