[实用新型]一种椭圆环工作面的金刚石砂轮

说明书

技术领域

本实用新型涉及超硬工具的微细精密制造技术领域，具体涉及椭圆环工作面金刚石砂轮，是一种陶瓷、单晶硅、光学玻璃、硬质合金等硬脆性零部件曲表面的数控磨削加工技术。 

背景技术

激光扫描、光纤传输、太阳能发电、光照明等系统需要光学界面，其中，光学界面的曲面化是确保光电间高性能转换的核心。但是，光电子领域的零部件及成型模具通常为难加工的碳化硅陶瓷、玻璃、硬质合金等硬脆性材料，采用传统的数控铣削技术很难加工这些曲面零部件。目前，研抛技术也很难同时保证其表面质量和形状精度，只有依靠高成本、低效率的多次补偿加工方法。因此，采用金刚石砂轮的椭圆环工作表面，在硬脆性零部件的曲面磨削中利用较扁的砂轮曲表面与工件曲面包络，增加有效磨粒数，与金刚石砂轮的圆环工作面相比，可提高磨削曲面的表面质量和形状精度。 

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种椭圆环工作面金刚石砂轮，提高硬脆性零部件的曲面磨削效率和精度。该椭圆环面砂轮可以用于陶瓷、硅、玻璃、硬质合金等硬脆性零部件的曲面精密磨削加工。 

本实用新型的目的通过如下技术方案实现： 

一种椭圆环工作面的金刚石砂轮，金刚石砂轮的工作面轴向截面轮廓为 的椭圆弧轮廓，金刚石砂轮的端面为椭圆环面，其中，a和b是给定的目标砂轮椭圆轮廓方程式常数，a＞0和b＞0。 

优选地，所述的a＝6，b＝2.62。 

优选地，所述金刚石砂轮由金刚石磨料组成，结合剂为青铜基或树脂基，金刚石磨料粒度为120～3000目，砂轮为平行砂轮，直径为50～800毫米，轴向宽度为3～50毫米。 

本实用新型与现有技术相比，具有如下优点和有益效果： 

(1)该实用新型可以对如金刚石砂轮和立方氮化硼砂轮等超硬砂轮的工作曲面进行成型修整，修整精度可以不依赖于修整工具的形状尺寸和精度的限制，修整装置简单、有效。 

(2)该实用新型可以用于零部件曲表面的磨削加工，与铣削加工相比可以加工硬脆性材料的工件，且加工表面质量更高。 

(3)该实用新型与传统的圆环面砂轮相比，可以利用更扁的椭圆环面与工件曲面包络，增加有效磨粒数，改善磨削曲表面质量和形状精度。 

附图说明

图1为椭圆环工作面的金刚石砂轮结构及修整的示意图。 

图2为砂轮椭圆弧行走路径的分段示意图。 

图3为金刚石砂轮修整后轴向截面椭圆弧的检测点分布图 

图4为图3的椭圆弧的检测数据及其垂直方向的误差分布图 

具体实施方式

为更好理解本实用新型，下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步的说明，但是本实用新型要求保护的范围并不局限于实施例表示的范围。 

如图1所示，一种椭圆环工作面的金刚石砂轮，其工作面轴向截面轮廓为 的椭圆弧轮廓，金刚石砂轮的端面为椭圆环面，其中，a和b是给定的目标砂轮椭圆轮廓方程式常数，a＞0和b＞0。 

图1所示椭圆环工作面的金刚石砂轮修正成型时，先将平行金刚石砂轮1安装在机床的砂轮轴2上，初始的刚石砂轮1为宽度为w₁的圆柱体，工作面为圆柱面，碳化硅磨石3固定在工作台的水平面上，初始的磨石形状为宽度为w₂的长方体，砂轮工具转速为N，绕砂轮轮轴高速旋转的金刚石砂轮1可以沿砂轮轴2朝轴向方向行进，也可以沿砂轮轴向的垂直平面上下移动；金刚石砂轮1在随金刚石砂轮轴2由下到上移动的同时沿金刚石砂轮轴2轴向方向由左向右或由右向左行进，形成图1所示的椭圆弧形的行走线路4，该椭圆弧的标准椭圆方程式为 x，y分别是通过砂轮轴向的砂轮轴向截面上上左右方向和上下方向的坐标；在椭圆弧路径上行走的速度为v_f，完成每次往返行程后，金刚石砂轮向下进给深度d_f，逐渐与磨石进行对磨，此时，金刚石砂轮也被磨耗。