專利名稱：一種微尺度磨削在線電解修整裝置及其方法
技術領域：
本發明涉及微尺度磨削的砂輪修整技術應用領域，特指適用于一種采用微尺度磨削金屬結合劑的金剛石砂輪的微尺度磨削在線電解修整裝置及其方法。
背景技術：
隨著科學技術的進步，各種工程陶瓷、石英、玻璃等硬脆材料的高精度、微尺度產品在許多的領域(包括航空航天，國防，生物，MEMS等)有著越來越大的需求。這些微產品主要指微小尺寸的零件和具備微小的尺寸特征的產品，包括各種微小的驅動器，傳感器，生物醫療設備，半導體芯片等等。這些產品已成為其應用領域的核心部件，發揮著巨大的作用。硬脆材料的加工比一般材料要困難得多，磨削作為最高效的加工手段被廣泛應用在硬脆瓷材料的加工中。目前，應用微磨削方法來獲得高精度微零件特征及表面質量已取得了許多成果。Morgan等對硬質合金進行微磨削加工,并獲得Ra=5.1nm的零件表面,證明微磨削方法對于提高微零件尤其是脆硬材料有著顯著的效果。微尺度磨削方法主要指使用直徑小于Imm的微型磨棒對材料直接進行機械去除加工并形成所需形貌，是目前作為實現硬脆材料的微零件和微結構元件的高精度和高表面質量的重要實現方法。在微尺度磨削過程中，微結構的表面微小結構形狀會嚴重制約金剛石砂輪的幾何外形尺寸，因此砂輪通常具有微小的輪廓結構，導致砂輪在磨削過程中很容易發生磨損，這樣砂輪的修整顯得很重要，而現有技術中，精密修整砂輪需人工在磨床上拆下砂輪，在其他地方進行修整，整修完后再安裝上磨床，這種方法費事又費力，難以使用于硬脆材料磨削金剛石砂輪的精密修難
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發明內容
發明目的:本發明的目的是為了解決現有技術的不足，提供一種可一次定位實現工件雙面加工，且免除翻轉工件步驟的雙頭仿形銑。技術方案:為了實現以上目的，本發明所述的一種微尺度磨削在線電解修整裝置，包括:脈沖電源、激光測微儀、砂輪、計算機、數控系統、三維數控平臺和旋轉電極；所述脈沖電源負極連接激光測微儀，正極連接所述旋轉電極；所述激光測微儀位于砂輪上方；所述激光測微儀與計算機連接，計算機與數控系統連接，數控系統與三維數控平臺連接，三維數控平臺與旋轉電極連接。本發明中所述三維數控平臺設有精度為Ium的光柵，采用光柵提高了三維數控平臺的精度。本發明中所述旋轉電極優選采用紫銅制成。本發明中所述砂輪為金剛石砂輪。本發明還公開了一種微尺度磨削在線電解修整方法，該方法的具體步驟如下:采用上述的微尺度磨削在線電解修整裝置，該裝置中的所述激光測微儀在線測量砂輪的回轉精度，并將測量的砂輪的回轉精度傳遞至計算機，計算機對砂輪的回轉精度進行處理和分析，得出砂輪的回轉誤差，然后將回轉誤差送入數控系統進行插補運算，由插補運算的結果控制三維數控平臺帶動旋轉電極沿著砂輪的軸向輪廓做插補運動，同時砂輪垂直向下緩慢給進，不斷地使旋轉電極和砂輪的金屬結合劑之間產生脈沖電火花，通過放電來修整砂輪。本發明所述方法在修整過程中，砂輪表面與旋轉電極間的間隙隨砂輪的轉動不斷變化，而脈沖放電火花只會蝕除砂輪與電極的間隙最小處結合劑，因此隨著加工的持續進行，砂輪安裝和磨損產生的偏心和跳動會不斷減小，最終達到了砂輪精密修形和修銳的目的，而通過改變數控軌跡，就可以實現不同形狀砂輪的修整。有益效果:本發明與現有技術相比具有以下優點:
1、本發明利用電解技術，從微尺度上實現了對砂輪的修整，克服傳統方法難以使用于硬脆材料磨削砂輪的精密修整難上的不足，特別是對于金剛石砂輪。2、本發明中利用計算機控制的精密的三維數控平臺，可以方便、準確地將旋轉電極移動到砂輪修整所需要的位置，簡單，精確，快捷。
圖1是本發明的結構示意圖。
具體實施例方式下面結合具體實施例，進一步闡明本發明，應理解這些實施例僅用于說明本發明而不用于限制本發明的范圍，在閱讀了本發明之后，本領域技術人員對本發明的各種等價形式的修改均落于本申請所附權利要求所限定的范圍。
實施例如圖1所示的一種微尺度磨削在線電解修整裝置，包括:脈沖電源1、激光測微儀
2、砂輪3、計算機4、數控系統5、三維數控平臺6和旋轉電極7。上述各部件的連接關系如下:所述脈沖電源I負極連接激光測微儀2，正極連接所述旋轉電極7 ;所述激光測微儀2位于砂輪3上方；所述激光測微儀2與計算機4連接，計算機4與數控系統5連接，數控系統5與三維數控平臺6連接，三維數控平臺6與旋轉電極7連接。采用所述微尺度磨削在線電解修整裝置的修整砂輪的過程如下:該裝置中的所述激光測微儀2首先在線測量砂輪3的回轉精度，并將測量的砂輪的回轉精度傳遞至計算機4，計算機4對砂輪的回轉精度進行處理和分析，得出砂輪3的回轉誤差，然后將回轉誤差送入數控系統5進行插補運算，由插補運算的結果控制三維數控平臺6帶動旋轉電極7沿著砂輪3的軸向輪廓做插補運動，同時砂輪3垂直向下緩慢給進，不斷地使旋轉電極7和砂輪3的金屬結合劑之間產生脈沖電火花，通過放電來修整砂輪。
權利要求
1.一種微尺度磨削在線電解修整裝置，其特征在于，包括:脈沖電源(I)、激光測微儀(2)、砂輪(3)、計算機(4)、數控系統(5)、三維數控平臺(6)和旋轉電極(7);所述脈沖電源(O負極連接激光測微儀(2)，正極連接所述旋轉電極(7);所述激光測微儀(2)位于砂輪(3)上方；所述激光測微儀(2)與計算機(4)連接，計算機(4)與數控系統(5)連接，數控系統(5)與三維數控平臺(6)連接，三維數控平臺(6)與旋轉電極(7)連接。
2.根據權利要求1所述的微尺度磨削在線電解修整裝置，其特征在于，所述三維數控平臺(6)設有精度為Ium的光柵。
3.根據權利要求1所述的微尺度磨削在線電解修整裝置，其特征在于，所述旋轉電極(7)采用紫銅制成。
4.根據權利要求1所述的微尺度磨削在線電解修整裝置，其特征在于，所述砂輪(3)采用金剛石砂輪。
5.一種微尺度磨削在線電解修整方法，其特征在于，該方法的具體步驟如下:采用權利要求I所述的微尺度磨削在線電解修整裝置，該裝置中的所述激光測微儀(2)在線測量砂輪(3)的回轉精度，并將測量的砂輪的回轉精度傳遞至計算機(4)，計算機(4)對砂輪的回轉精度進行處理和分析，得出砂輪(3)的回轉誤差，然后將回轉誤差送入數控系統(5)進行插補運算，由插補運算的結果控制三維數控平臺(6 )帶動旋轉電極(7 )沿著砂輪(3 )的軸向輪廓做插補運動，同時砂輪(3)垂直向下緩慢給進，不斷地使旋轉電極(7)和砂輪(3)的金屬結合劑之間產生脈沖電火花，通過放電來修整砂輪。
全文摘要
本發明公開了一種微尺度磨削在線電解修整裝置，包括脈沖電源、激光測微儀、砂輪、計算機、數控系統、三維數控平臺和旋轉電極；該裝置中的所述激光測微儀在線測量砂輪的回轉精度，并將測量的砂輪的回轉精度傳遞至計算機，計算機對砂輪的回轉精度進行處理和分析，得出砂輪的回轉誤差，然后將回轉誤差送入數控系統進行插補運算，由插補運算的結果控制三維數控平臺帶動旋轉電極沿著砂輪的軸向輪廓做插補運動，同時砂輪垂直向下緩慢給進，不斷地使旋轉電極和砂輪的金屬結合劑之間產生脈沖電火花，通過放電來修整砂輪。本發明能自動調節旋轉電極位置實現微尺度在線點解修整，具有高效、自動、操作簡便等優點。
文檔編號B24B53/06GK103203688SQ20131007660
公開日2013年7月17日 申請日期2013年3月12日 優先權日2013年3月12日
發明者汪幫富, 李華, 殷振, 宋娟, 趙江江, 劉嬌 申請人:蘇州科技學院