專利名稱：球形偶件凹球面在線電解修整裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種在線電解修整裝置。
背景技術：
在線電解修整(ELID)，是針對金屬結合劑金剛石和CBN砂輪難于修整的特點，將 砂輪和修整電極分別加上正極和負極，之間噴灑專用磨削液，利用非線性電解修整作用，連 續修整砂輪來獲得恒定的出刃高度和良好的容屑空間。同時，隨著電解過程的進行，在砂輪 表面逐浙形成一層鈍化膜，阻止電解過程繼續進行，使砂輪損耗不致太快，當砂輪表面的磨 粒磨損后，鈍化膜被工件表面的磨屑刮擦去除，電解過程得以繼續進行，對砂輪表面進行修 整。上述過程循環進行，既避免了砂輪過快消耗，又自行保持砂輪表面的磨削能力。ELID技 術具有效率高、加工精度高、表面質量好、切削力小等優點，在平面、內圓和外圓磨床上進行 難加工材料的精密鏡面磨削均有所應用。由于球形偶件的磨削為封閉磨削，在磨削過程中，整個砂輪的磨削部分全部或大 部分在球碗內部，磨削時，砂輪的工作部分為砂輪的端面與外圓的交線部分，其對應的修整 電極形狀比較復雜，修整電極與砂輪之間的間隙需要沿徑向和軸向兩維調整，這些都對砂 輪的修整、磨削液的噴灑等帶來極大的困難，因此目前ELID技術還未應用于球形偶件的加工中。
發明內容
本發明的技術解決問題是克服現有技術的不足，提供了一種結構簡單、使用方 便，可用于球形偶件凹球面在線電解修整的裝置。本發明的技術解決方案是球形偶件凹球面在線電解修整裝置，包括工件主軸、砂 輪、電主軸、修整電極、間隙調整裝置和電刷裝置；工件主軸和電主軸的旋轉軸線在同一平
面內且兩軸之間的夾角α滿足 ㈣如丑一肌也丄，狐如義+肌血-^，式中口為
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砂輪的直徑，d為球碗工件內孔的直徑，R為球碗工件凹球面的半徑，球碗工件固定于工件
主軸上并在工件主軸的帶動下低速旋轉，砂輪固定于電主軸上并在電主軸的帶動下高速旋
轉，球碗工件和砂輪的旋轉運動軌跡包絡成為球面；砂輪相對于球碗工件露出一部分，修整
電極固定于修整電極座上，修整電極上設有管接頭，磨削液通過管接頭及修整電極內部所
開的小孔噴灑在砂輪的外露部分上進行在線電解修整；間隙調整裝置對修整電極與砂輪之
間的軸向間隙與徑向間隙進行調整；電刷裝置固定在間隙調整裝置上并對砂輪供電。所述的間隙調整裝置包括徑向間隙調整件、徑向卡圈、徑向間隙調整螺釘、軸向間 隙調整件、軸向間隙調整螺釘、軸向卡圈；修整電極座通過徑向間隙調整螺釘與徑向間隙調 整件連接并可在徑向間隙調整螺釘的帶動下沿徑向運動，徑向卡圈用于限制徑向間隙調整 螺釘的軸向運動；徑向間隙調整件通過軸向間隙調整螺釘與軸向間隙調整件連接并可在軸 向間隙調整螺釘的帶動下沿軸向運動，軸向卡圈用于限制軸向間隙調整螺釘的軸向運動。
所述的電刷裝置包括電刷、彈簧片和電刷調整螺釘；電刷固定于彈簧片上，彈簧片 通過電刷調整螺釘與軸向間隙調整件連接，電刷調整螺釘調整彈簧片及電刷對砂輪的壓力 并對電刷的磨損進行補償。所述的工件主軸和電主軸的旋轉軸線之間的夾角a =45°。本發明與現有技術相比的優點在于本發明裝置的工件主軸和電主軸的旋轉軸線 在同一平面內且球碗工件和砂輪的旋轉運動軌跡包絡成為球面，修正電極和電刷相配合對 砂輪進行在線電解修整，解決了球形偶件難于進行ELID磨削的難題。間隙調整裝置結構簡 單，可以精確調整修整電極與砂輪的間隙，進而補償砂輪的磨損；修整電極上設有管接頭， 磨削液通過管接頭及修整電極內部所開的小孔噴灑在砂輪上，磨削液噴灑均勻，修整效率 高；電刷裝置結構簡單，易于操作，可以調整電刷對砂輪的壓力，補償電刷的磨損，從而實現 球形偶件ELID磨削時對砂輪的修整。
圖1為本發明裝置的結構圖；圖2為本發明間隙調整裝置的結構圖；圖3為本發明球碗工件與砂輪的位置關系圖；圖4為本發明修整電極和管接頭的剖視圖。
具體實施例方式如圖1所示，本發明球形偶件凹球面在線電解修整裝置由工件主軸1、砂輪3、修整 電極固定螺釘4、電主軸5、修整電極6、管接頭7、修整電極座8、間隙調整裝置、電刷裝置組 成。工件主軸1和電主軸5放置在磨床相應的溜板上，球碗工件2放置在工件主軸1里，砂 輪3放置在電主軸5里。修整電極6通過修整電極固定螺釘4固定在修整電極座8上，管 接頭7與修整電極6通過螺紋連接。如圖2所示，間隙調整裝置由徑向間隙調整件9、徑向卡圈10、徑向間隙調整螺釘 11、軸向間隙調整件12、軸向間隙調整螺釘13和軸向卡圈14組成。修整電極座8通過徑向 間隙調整螺釘11與徑向間隙調整件9連接，徑向間隙調整件9通過軸向間隙調整螺釘13 與軸向間隙調整件12連接。電刷裝置由電刷15、彈簧片16、電刷調整螺釘17組成，電刷15 固定在彈簧片16上，彈簧片16固定在軸向間隙調整件12上。如圖3所示，工作時，工件主軸1的旋轉軸線和電主軸5的旋轉軸線在同一平面 內，兩軸線相交于一點0，A點和B點為工件內圓的兩極限位置，C點為砂輪端面圓與砂輪外 圓的交線在剖面內的點。工件主軸1帶動球碗工件2低速旋轉的同時，電主軸5帶動砂輪 3高速旋轉，根據成形范成法加工原理，砂輪3和球碗工件2的旋轉運動軌跡包絡成以0為 球心，以球心0到砂輪3端面圓和外圓的交線的距離0C為半徑的球面。兩軸線的夾角最大 允許值在C與A重合處，最小允許值在C與B重合處。由此可知，工件主軸1和電主軸5的
旋轉軸線的夾角a e [arcsin^-arcsin— ,arcsin^-+arcsin—]，其中D為砂輪3的直徑，
2RZK2K1R
d為球碗工件2內孔的直徑(圖3中A、B兩點之間的距離)，R為球碗工件2凹球面的半
徑。在實際應用時，應根據球碗工件2的尺寸對a的取值進行選擇，在保證砂輪3對球碗
4工件2磨削效果的同時，使得砂輪3的外露部分盡可能的多，這樣可以提高對砂輪3修整的 效果。通過選用不同尺寸的球碗工件2進行磨削實驗，當工件主軸1和電主軸5的旋轉軸 線的交點C位于兩極限位置(A點和B點)的中心位置，也即工件主軸1的軸線上，此時a =45°，可以均化砂輪3的磨削力，降低砂輪3的磨損，從而提高在線電解修整的效率。砂輪3相對球碗工件2露出一部分，在砂輪3磨削球碗工件2的同時，使用修整電 極6對其外露部分進行在線電解修整。如圖4所示，磨削液通過管接頭7、修整電極6內部 所開的小孔噴向砂輪3的外露部分進行在線電解修整。圖1中，徑向間隙調整螺釘11與修整電極座8螺紋連接，徑向間隙調整螺釘11的 徑向與徑向間隙調整件9保持一定間隙，并用徑向卡圈10限制徑向間隙調整螺釘11的軸 向運動，當轉動徑向間隙調整螺釘11時，修整電極座8會沿徑向間隙調整螺釘11的軸向運 動，繼而與徑向間隙調整件9發生相對運動，達到沿砂輪3徑向調整修整電極6與砂輪3間 隙的目的。同理，軸向間隙調整件12、軸向卡圈14、軸向間隙調整螺釘13與徑向間隙調整 件9可以實現沿砂輪3軸向調整修整電極6與砂輪3間隙的目的。電刷調整螺釘17與軸 向間隙調整件12通過螺釘連接，彈簧片16固定在軸向間隙調整件12上，通過調整電刷調 整螺釘17即可調整彈簧片16和電刷15對砂輪桿4的壓力并對電刷的磨削進行補償。本發明說明書中未作詳細描述的內容屬本領域技術人員的公知技術。
權利要求
球形偶件凹球面在線電解修整裝置，其特征在于包括工件主軸(1)、砂輪(3)、電主軸(5)、修整電極(6)、間隙調整裝置和電刷裝置；工件主軸(1)和電主軸(5)的旋轉軸線在同一平面內且兩軸之間的夾角α滿足式中D為砂輪(3)的直徑，d為球碗工件(2)內孔的直徑，R為球碗工件(2)凹球面的半徑，球碗工件(2)固定于工件主軸(1)上并在工件主軸(1)的帶動下低速旋轉，砂輪(3)固定于電主軸(5)上并在電主軸(5)的帶動下高速旋轉，球碗工件(2)和砂輪(3)的旋轉運動軌跡包絡成為球面；砂輪(3)相對于球碗工件(2)露出一部分，修整電極(6)固定于修整電極座(8)上，修整電極(6)上設有管接頭(7)，磨削液通過管接頭(7)及修整電極(6)內部所開的小孔噴灑在砂輪(3)的外露部分上進行在線電解修整；間隙調整裝置對修整電極(6)與砂輪(3)之間的軸向間隙與徑向間隙進行調整；電刷裝置固定在間隙調整裝置上并對砂輪(3)供電。FSA00000109948500011.tif
2.根據權利要求1所述的球形偶件凹球面在線電解修整裝置，其特征在于所述的間 隙調整裝置包括徑向間隙調整件(9)、徑向卡圈(10)、徑向間隙調整螺釘(11)、軸向間隙調 整件(12)、軸向間隙調整螺釘(13)、軸向卡圈(14)；修整電極座⑶通過徑向間隙調整螺 釘(11)與徑向間隙調整件(9)連接并可在徑向間隙調整螺釘(11)的帶動下沿徑向運動， 徑向卡圈(10)用于限制徑向間隙調整螺釘(11)的軸向運動；徑向間隙調整件(9)通過軸 向間隙調整螺釘(13)與軸向間隙調整件(12)連接并可在軸向間隙調整螺釘(13)的帶動 下沿軸向運動，軸向卡圈(14)用于限制軸向間隙調整螺釘(13)的軸向運動。
3.根據權利要求2所述的球形偶件凹球面在線電解修整裝置，其特征在于所述的電 刷裝置包括電刷(15)、彈簧片(16)和電刷調整螺釘(17)；電刷(15)固定于彈簧片(16)上， 彈簧片(16)通過電刷調整螺釘(17)與軸向間隙調整件(12)連接，電刷調整螺釘(17)調 整彈簧片(16)及電刷(15)對砂輪(3)的壓力并對電刷(15)的磨損進行補償。
4.根據權利要求1或2或3所述的球形偶件凹球面在線電解修整裝置，其特征在于 所述的工件主軸(1)和電主軸(5)的旋轉軸線之間的夾角a = 45°。
全文摘要
球形偶件凹球面在線電解修整裝置，包括工件主軸、砂輪、電主軸、修整電極、間隙調整裝置和電刷裝置。球碗工件固定于工件主軸上并在工件主軸的帶動下低速旋轉，砂輪固定于電主軸上并在電主軸的帶動下高速旋轉，工件主軸和電主軸的旋轉軸線在同一平面內并使得球碗工件和砂輪的旋轉運動軌跡包絡成為球面。間隙調整裝置可以調整修整電極與砂輪間的軸向間隙與徑向間隙，修整電極上設有管接頭，磨削液通過管接頭及修整電極內部所開的小孔噴灑在砂輪上。電刷裝置固定在間隙調整件上并對砂輪供電。本發明裝置結構簡單，使用方便，解決了球形偶件凹球面進行在線電解修整時砂輪不易修整的難題。
文檔編號B24B47/12GK101856800SQ20101016651
公開日2010年10月13日 申請日期2010年5月10日 優先權日2010年5月10日
發明者劉建梅, 廖世賓, 徐志強, 王偉 申請人:北京興華機械廠