本发明专利技术属于精密超精密加工领域，尤其涉及一种超精密珩磨装置，包括相互连接的机床本体、珩磨装置、ELID电解整形与修锐装置以及在位检测装置和控制装置，对所述ELID电解修整装置和所述超声珩磨装置进行复合珩磨的同时实现珩磨油石的电解修锐，所述珩磨装置内设置有珩磨刀具，所述珩磨刀具上固定安装有珩磨油石，所述珩磨油石表面设置或形成有氧化膜。本发明专利技术的超精密珩磨装置具有高效率、高精度的珩磨加工，避免珩磨表面刮伤、烧伤，有助于珩磨表面精度与质量的提高。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于精密超精密加工领域，尤其涉及一种超精密珩磨装置。
技术介绍
珩磨加工是油缸、衬套类零件的传统加工方法，但传统珩磨加工效率很低，精度也不能达到很高。究其原因，主要是I、由于油石在珩磨过程中，很快钝化，需经常停机卸下珩磨工具，在专用刃磨机上修锐或更换，油石的更换是极其复杂的工程，首先要加热，是油石钎焊部位融化，将钎焊在油石座上的钝化油石取下，然后再将新的油石钎焊在油石座上，最后在刃磨机上修锐后才能在珩磨机上应用。频繁的修锐与更换，极大地影响了珩磨效率的提高；因此，有时为了单纯提高效率，在油石钝化后，换上一组事先已经焊好的油石条。由于油石切削部分还未完全使用，这势必引起珩磨油石的浪费。·2、油石的修锐也是极其困难的，尤其是金属结合剂油石，特别是对于精密珩磨工序，通常需要专业的技术人员在专业的刃磨设备上进行修锐，经过严格的精度测试后，才能在精密珩磨工序中应用。鉴于以上原因，研究者在传统珩磨工艺中引入超声加工，形成了超声珩磨方法，从一定程度上提高了珩磨效率和精度，延长了珩磨油石的寿命以及修锐周期。但不可避免的是，油石仍然会钝化，然后还需停机卸下珩磨工具在专用刃磨机上修锐，待油石用完后还需加热、焊接等工序将新的油石换上。因此，并没有彻底的避免离线修锐的问题。
技术实现思路
为解决上述普通珩磨效率低，精度差的问题，以及超声珩磨仍需停机修锐等问题，本专利技术提供了一种ELID超声珩磨装置，实现对珩磨油石的在线电解修锐，避免停机修锐造成的效率低的问题，同时油石表面电解后形成氧化膜，减缓了珩磨冲击，减少了珩磨表面刮伤、烧伤等缺陷，极大的提高了珩磨表面质量与珩磨精度。为解决上述问题，本专利技术采用如下技术方案一种ELID超声珩磨装置，包括相互连接的机床本体、珩磨装置、ELID电解整形与修锐装置以及在位检测装置和控制装置，对所述ELID电解修整装置和所述超声珩磨装置进行复合珩磨的同时实现珩磨油石的电解修锐，所述珩磨装置内设置有珩磨刀具，所述珩磨刀具上固定安装有珩磨油石，所述珩磨油石表面设置或形成有氧化膜。珩磨头的旋转运动由主运动电机实现，轴向进给运动由进给电机通过滚珠丝杠副驱动实现，径向进给运动则由手动调整。珩磨头向下运动，首先通过ELID电解电极，对其进行电解修锐，修锐完成后，继续向下运动进入工件进行珩磨作业，如此往复珩磨，直至工件满足一定的工艺要求。然后停机，利用机床上在位检测系统检测工件是否达到精度要求，检测结果被数据采集系统记录，根据检测结果与要求的精度的比较，调整珩磨参数、电解参数、超声振动参数，重复进行上述珩磨过程，直至满足精度要求。在本专利技术中的一种ELID超声珩磨装置具体由 以下六部分组成机床本体部分、超声珩磨部分、ELID在线电解整形部分、ELID电解修锐部分、在位测量部分、控制与调整部分。以上各组成部分结构和功能如下机床包括底座、立柱、工作台、主轴步进电机及驱动系统、进给步进电机及驱动系统、滚珠丝杠进给系统、导轨滑台系统。超声珩磨部分在原有珩磨方法基础上附加超声振动，形成超声珩磨。包括珩磨刀具、换能器、超声电源；所述珩磨刀具和机床主轴相接，换能器位于珩磨刀具上的珩磨油石座内部，所述珩磨装置的超声电源通过弓I线与所述换能器连接。作为上述技术方案超声珩磨部分的进一步优化，超声珩磨部分还包括有集流环，所述集流环位于珩磨刀具主轴上，超声电源通过碳刷和集流环相连。ELID电解整形部分在超声珩磨基础上附加ELID电解整形，利用电火花放电原理蚀除珩磨油石表面凸起高点，使得由于油石钝化后圆度、圆柱度等形状精度降低的问题得以解决。包括整形电机+整形电极、安装座、整形电源、电解液等组成。这部分主要完成珩磨头钝化后圆度、圆柱度等形状精度的整形；所述整形电机直接和整形电极相连，整形电源分别和整形电极及砂轮相连，电解液浇注在砂轮和整形电极之间，安装座和机床工作台相连。ELID电解修锐部分在超声珩磨基础上附加ELID电解修锐，利用珩磨空行程进行电解修锐，使得油石钝化后的修锐在线进行，避免了停机修锐造成的效率低的问题，极大的提高了珩磨效率与珩磨质量，包括珩磨刀具(阳极)、修锐电极(阴极)、电解液、修锐电源等组成，视要求有多种形状，珩磨刀具(阳极)与修锐电极(阴极)之间的间隙是能够在一定范围内调节的，这部分主要完成油石钝化后的电解修锐；所述珩磨刀具接修锐电源阳极，修锐电极接修锐电源阴极，电解液则浇注于阴阳极之间。在位测量部分在珩磨若干行程后，进行在位检测珩磨质量，利用LABVIEW记录分析检测结果，并反馈给控制系统，包括便携式粗糙度检查仪及其附属部件、数据采集与处理系统等组成，这部分主要完成珩磨过程中的在位测量；所述便携式粗糙度检查仪及其附属件是厂家提供，在机床上安装定位，并且有数据输出接口，可以通过数据采集卡连接至数据处理系统，进行数据记录、存储、处理。反馈控制与调整部分利用LABVIEW记录珩磨工艺参数、超声振动参数、电解修锐参数以及珩磨表面质量与珩磨力，并进行参数优化与匹配，调整进给系统实现微量进给，最终达到要求的珩磨精度。测力仪使超声珩磨系统与ELID系统有机结合，并最终实现各参数的合理匹配。测力仪的作用是实时测量珩磨力信号，并经由数据采集卡采集，传递给控制系统，控制珩磨参数、超声参数、电解参数在优化范围内，使珩磨力小于氧化膜黏附强度，避免氧化膜局部断裂、脱落，因而在珩磨的同时，由于珩磨油石表面电解生成的氧化膜起到了辅助抛光作用，使珩磨质量最优。所述测力仪安装在工作台上，测力仪上安装工件，测力仪有数据放大、传输的接口，通过数据采集卡传送到数据处理系统，实现测量信号的实时记录、存储、分析。本专利技术一种ELID超声 行磨装置的机床本体部分,底座上附有工作台的安装、定位，工作台上安装测力仪、试件、夹具等；在立柱内部安装有进给电机及其滚珠丝杠驱动系统，在滑台内部安装有主轴电机及其驱动系统；导轨采用圆柱导轨，滑台沿导轨在进给电机及滚珠丝杠驱动下上下移动；测量装置使用便携式粗糙度检查仪，实现珩磨加工后在位检测，并对测试结果实时分析、在线反馈到控制系统，控制主轴进给最终达到所要求的精度。作为上述技术方案的进一步优化，换能器置于油石座内，不需变幅杆放大和振动圆盘传递能量，直接由换能器驱动油石座带动油石往复振动，通过碳刷和集流环将超声电源引入。 作为上述技术方案的进一步优化，本专利技术一种ELID超声珩磨装置的油石为金属结合剂(如铜、铁、钴等)，磨粒为金刚石、氧化铝等，磨粒的粒度视珩磨精度可选取粗磨粒(效率高，精度低，适于粗加工)和细磨粒(效率低，精度高，适于精密珩磨)；作为上述技术方案的进一步优化，所述的修整电极可以有多种形状，视珩磨工具及珩磨零件而定；作为上述技术方案的进一步优化，所述的在位测量由便携式粗糙度检查仪实现，测量数据实时传送到控制系统；本专利技术一种ELID超声珩磨装置采用的控制信号是测力信号，用测力仪测定的珩磨力做为控制变量，当 行磨力超过预定的门滥值，则调整 行磨参数、电解参数、超声参数，使之保持在一定的范围内，以保证氧化膜的连续完整，使之能持续的抛光珩磨表面。实现本专利技术一种ELID超声珩磨装置，其完整的珩磨工艺路线以及珩磨工艺参数、超声振动参数、电解修锐参数，其中珩磨工艺路线如下I、利用电火花对珩磨油石进行整形，视珩磨要求本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种ELID超声珩磨装置，包括相互连接的机床本体、珩磨装置、ELID电解整形与修锐装置以及在位检测装置和控制装置，其特征在于对所述ELID电解修整装置和所述超声珩磨装置进行复合珩磨的同时实现珩磨油石的电解修锐，所述珩磨装置内设置有珩磨刀具，所述珩磨刀具上固定安装有珩磨油石，所述珩磨油石表面设置或形成有氧化膜。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：郐吉才，
申请(专利权)人：郐吉才，
类型：发明
国别省市：
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