本发明专利技术公开了一种内圆超声ELID复合磨削实验装置，包括两侧分别设置有砂轮整形装置和ELID在线修整装置的机床工作台，机床主轴下端设置有超声振动刀具系统，超声振动刀具系统处于砂轮整形装置和ELID在线修整装置之间。本发明专利技术通过在加工中心机床工作台两侧分别设置砂轮整形装置和ELID在线修整装置，并在砂轮整形装置和ELID在线修整装置之间设置超声振动刀具系统，从而在实现超声振动磨削的同时，可根据需求进行砂轮的ELID在线修整或砂轮整形，形成一种多工艺复合的高效镜面加工技术，为硬脆材料超光滑表面高效加工在国防、航空航天等高技术领域的应用提供技术支撑，具有重要的理论价值和实用价值。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种磨削实验装置，尤其涉及一种硬脆材料内圆超声ELID复合磨削实验装置。
技术介绍
硬脆材料镜面高效加工技术是超精密加工技术的一个重要分支，对发展航空航天、国防军工、信息、微电子与光电子等尖端科学技术具有重要的意义。目前硬脆材料镜面加工常规工艺技术研究比较成熟，致命的缺点是效率低成本高。为了提高效率，硬脆材料超声磨削技术、ELID磨削技术、磁性抛光技术、弹性发射加工技术等复合加工技术研究应运而生，目前技术成熟度、效率较高和应用较多的公认为ELID镜面磨削和超声精密加工技术。ELID镜面磨削技术，是将砂轮在线电解修整与磨削抛光相复合形成的一种加工新技术。该方法的主要优点是可以采用细、微磨粒获得粗糙度极低的纳米加工表面，解决航天光学等领域的超镜面连续加工问题，但ELID镜面磨削技术的缺点是砂轮易堵塞、加工效率低、成本较高及金刚石砂轮上剥落的非导电氧化物容易擦伤工件等，因此如何能减少砂轮堵塞、减少脱落的氧化膜对磨削表面的损伤、获得更高的效率等问题一直是该领域研究的主要问题，也成为ELID磨削技术进一步提高的瓶颈。超声振动精密磨削是将超声振动与普通磨削相复合的一种加工技术，在精密加工中被公认的主要优点是在高效的同时可以获得精密超精密表面，但缺点 是保证声学系统振动稳定性困难，砂轮不能在线修整，不能够高效地获得粗糙度数值极低的纳米表面(小于IOnm的表面)，诸如ELID镜面磨削那样的表面等，这些问题也成为制约该技术在高
广泛应用的主要因素。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种硬脆材料内圆超声ELID复合磨削实验装置，能够实现超声振动与ELID磨削技术的复合，形成一种多工艺复合的高效镜面加工技术。本专利技术采用下述技术方案: 一种内圆超声ELID复合磨削实验装置，包括两侧分别设置有砂轮整形装置和ELID在线修整装置的机床工作台，机床主轴下端设置有超声振动刀具系统，超声振动刀具系统处于砂轮整形装置和ELID在线修整装置之间。所述的机床主轴外壁上设有感应盘支撑架，感应盘支撑架下端设置有上感应盘，机床主轴下端通过刀柄连接超声振动刀具系统固定架，超声振动刀具系统固定架上套设有下感应盘，下感应盘内设置有连接换能器和超声波发生器的导线，超声振动刀具系统固定架内设置有换能器和变幅杆，变幅杆前端设置有砂轮。所述的上感应盘和下感应盘间距为lmm-2mm。所述的刀柄和机床主轴孔锥度配合。所述的换能器、变幅杆、砂轮、超声振动刀具系统固定架和刀柄位于同一轴线上。所述的ELID在线修整装置包括磨削液喷嘴、通过销孔与销钉连接的固定套筒和支撑轴，固定套筒底端设置有磁力吸盘，磁力吸盘设有磁力吸盘手柄，支撑轴上设置有阴极支撑架和阳极固定板，阴极支撑架与支撑轴螺纹配合，阴极支撑架一端设置有阴极电解装置，阴极电解装置包括与ELID电源阴极连接的半铜环电极，半铜环电极通过橡胶隔离套固定在调整螺杆上，调整螺杆设置在阴极支撑架一端内部且与阴极支撑架螺纹连接；阳极固定板通过两个设置有内螺纹的绝缘夹板固定在支撑轴上，阳极固定板的一端设置有与ELID电源阳极连接的阳极碳刷，在进行ELID砂轮在线修整时阳极碳刷与超声振动刀具系统中的任一导电零件压接，半铜环电极的轴心线与砂轮的轴心线平行，且圆周间隙在之间。所述的阳极固定板、绝缘夹板采用塑料材质做成。所述的砂轮整形装置包括固定在机床工作台上的连接盘，连接盘上方设置有环形修整轮，环形修整轮外侧设置有环形导电体 ，环形导电体外侧通过螺栓固定有环形绝缘体，环形绝缘体通过下端的支撑架设置在连接盘上，环形导电体连接ELID电源负极。所述的环形修整轮采用铜环。所述的环形绝缘体采用橡胶绝缘体。本专利技术通过在加工中心机床工作台两侧分别设置砂轮整形装置和ELID在线修整装置，并在砂轮整形装置和ELID在线修整装置之间设置超声振动刀具系统，从而在实现超声振动磨削的同时，可根据需求进行砂轮的ELID在线修整或砂轮整形，形成一种多工艺复合的高效镜面加工技术，为硬脆材料超光滑表面高效加工在国防、航空航天等高
的应用提供技术支撑，具有重要的理论价值和实用价值。附图说明图1为本专利技术的结构示意 图2为超声振动刀具系统的结构不意 图3为ELID在线修整装置的结构示意 图4为砂轮整形装置的剖视图。具体实施例方式如图1所示，本专利技术包括两侧分别设置有砂轮整形装置I和ELID在线修整装置2的加工中心机床工作台3，机床主轴4下端设置有超声振动刀具系统6，超声振动刀具系统6处于砂轮整形装置I和ELID在线修整装置2之间。超声振动刀具系统6与机床主轴4 一起转动，实现超声振动磨削；同时，超声振动刀具系统6可随机床主轴4左右移动。砂轮整形装置I和ELID在线修整装置2固定在工作台上，留有足够的工作空间以便安装工件。当超声振动刀具系统6中的砂轮15需要整形时，超声振动刀具系统6可随机床主轴架移动至砂轮整形装置I处；当超声振动刀具系统6中的砂轮15需要进行ELID砂轮15在线修整时，超声振动刀具系统6可随机床主轴架5移动至ELID在线修整装置2处。如图1和2所示，机床主轴4的外壁上设有感应盘支撑架7，感应盘支撑架7下端设置有上感应盘8，机床主轴4下端通过刀柄9连接超声振动刀具系统固定架10，刀柄9和机床主轴孔锥度配合，锥度为7:24。超声振动刀具系统固定架10上套设有下感应盘11，上感应盘8和下感应盘11间距为1_-2_ ;下感应盘11内设置有连接换能器12和超声波发生器的导线13，超声振动刀具系统固定架10内设置有换能器12和变幅杆14，变幅杆14前端设置有砂轮15，换能器12、变幅杆14、砂轮15、超声振动刀具系统固定架10和刀柄9位于同一轴线上，砂轮15和变幅杆14可根据不同使用场合可采用冷装和热装技术。外接的超声波发生器通过导线13为换能器12提供动力，并通过变幅杆14的放大，实现砂轮15的超声振动磨削，可有效防止磨削过程中砂轮15发生堵塞现象。如图3所示，ELID在线修整装置2包括磨削液喷嘴16、通过销孔与销钉17连接的固定套筒18和支撑轴19，使用者可根据需求通过销孔与销钉17调节支撑轴19的高度。固定套筒18底端设置有磁力吸盘20，磁力吸盘20设有磁力吸盘手柄21，通过磁力吸盘手柄21的上下移动可实现磁力吸盘20与机床工作台3的相对移动与固定。支撑轴19上设置有阴极支撑架22和阳极固定板23。支撑轴19设置有外螺纹，阴极支撑架22与支撑轴19螺纹配合，阴极支撑架22 —端设置有阴极电解装置，使用者可通过转动调节阴极电解装置的高度。阴极电解装置包括与ELID电源24阴极连接的半铜环电极25，半铜环电极25通过橡胶隔离套26固定在调整螺杆27上，橡胶隔离套26可起到绝缘作用；调整螺杆27设置在阴极支撑架22 —端内部且与阴极支撑架22螺纹连接，通过转动即可调整半铜环电极25的水平位置。阳极固定板23通过两个设置有内螺纹的绝缘夹板28固定在支撑轴19上，阳极固定板23可在两个绝缘夹板28的位置限定下实现任意转动及一定范围内的水平移动，弥补了阴极只能整周和1/2轴转动的缺陷，从而简化了阴极固定装置的设计。阳极固定板23和两个绝缘夹板28采用塑料材质做成，可以保证阳极的绝缘性能。阳极固定板23的一端设置有与ELID电源24阳极连本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种内圆超声ELID复合磨削实验装置，其特征在于：包括两侧分别设置有砂轮整形装置和ELID在线修整装置的机床工作台，机床主轴下端设置有超声振动刀具系统，超声振动刀具系统处于砂轮整形装置和ELID在线修整装置之间。
【技术特征摘要】
1.一种内圆超声ELID复合磨削实验装置，其特征在于:包括两侧分别设置有砂轮整形装置和ELID在线修整装置的机床工作台，机床主轴下端设置有超声振动刀具系统，超声振动刀具系统处于砂轮整形装置和ELID在线修整装置之间。2.根据权利要求1所述的内圆超声ELID复合磨削实验装置，其特征在于:所述的机床主轴外壁上设有感应盘支撑架，感应盘支撑架下端设置有上感应盘，机床主轴下端通过刀柄连接超声振动刀具系统固定架，超声振动刀具系统固定架上套设有下感应盘，下感应盘内设置有连接换能器和超声波发生器的导线，超声振动刀具系统固定架内设置有换能器和变幅杆，变幅杆前端设置有砂轮。3.根据权利要求2所述的内圆超声ELID复合磨削实验装置，其特征在于:所述的上感应盘和下感应盘间距为lmm-2mm。4.根据权利要求3所述的内圆超声ELID复合磨削实验装置，其特征在于:所述的刀柄和机床主轴孔锥度配合。5.根据权利要求4所述的内圆超声ELID复合磨削实验装置，其特征在于:所述的换能器、变幅杆、砂轮、超声振动刀具系统固定架和刀柄位于同一轴线上。6.根据权利要求1所述的内圆超声ELID复合磨削实验装置，其特征在于:所述的ELID在线修整装置包括磨削液喷嘴、通过销孔与销钉连接的固定套筒和支撑轴，固定套筒底端设置有磁力吸盘，磁力吸盘设有磁...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵波，童景琳，卞平艳，赵重阳，李亚敏，崔峰，刘折，许永强，
申请(专利权)人：河南理工大学，
类型：发明
国别省市：
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