[发明专利]超声振动辅助切点追踪随动电解磨削复合加工装置及方法

说明书

本发明公开了一种超声振动辅助切点追踪随动电解磨削复合加工装置及方法，它解决了现有技术中曲轴凸轮轴加工效率低的问题，具有增加曲轴或凸轮轴的刚度、提高加工效率的有益效果，其技术方案为：包括卡盘、尾座、砂轮、阴极、电解液喷头和超声波振动装置，所述卡盘和尾座间隔设定距离以对待加工曲轴或凸轮轴进行夹持；所述砂轮和阴极分别设置于待加工曲轴或凸轮轴水平径向两侧，所述砂轮与超声波振动装置连接，所述阴极设有阴极滚子，阴极滚子贴合设置于待加工曲轴或凸轮轴表面，使阴极成为待加工曲轴或凸轮轴的辅助支撑；所述电解液喷头设置于阴极一侧，电解液喷头向待加工曲轴或凸轮轴喷射电解液。

技术领域

本发明涉及曲轴、凸轮轴电解磨削加工技术领域，特别是涉及一种超声振动辅助切点追踪随动电解磨削复合加工装置及方法。

背景技术

曲轴、凸轮轴是发动机最重要的关键零部件之一，其加工精度决定着发动机的寿命及安全性能。曲轴具有曲拐多、长径比大以及刚性差的缺点，其在重力、回转离心力、磨削力以及夹具装夹力等作用下易发生复杂的弹性变形，严重影响曲轴精密加工的精度。

传统曲轴、凸轮轴的加工方法采用切点追踪随动磨削法，为提高加工精度，须降低加工效率，即为了减小曲轴弹性变形，须降低主轴转速，减小磨削用量，该方法只适合小批量的磨削加工，因工作效率低不适合大批量的磨削加工。

因此，需要提供一种超声振动辅助切点追踪随动电解磨削复合加工装置及方法。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种超声振动辅助切点追踪随动电解磨削复合加工装置，该装置基于中极法电解磨削原理，使电解磨削阴极成为曲轴的辅助支撑，有效减小了曲轴的弹性变形，配合超声作用，能够实现曲轴或凸轮轴的高效高精密加工。

进一步的，本发明采用下述技术方案：

超声振动辅助切点追踪随动电解磨削复合加工装置，包括卡盘、尾座、砂轮、阴极、电解液喷头和超声波振动装置，所述卡盘和尾座间隔设定距离以对待加工曲轴或凸轮轴进行夹持；所述砂轮和阴极分别设置于待加工曲轴或凸轮轴水平径向两侧，所述砂轮与超声波振动装置连接，所述阴极设有阴极滚子，阴极滚子贴合设置于待加工曲轴或凸轮轴表面，使阴极成为待加工曲轴或凸轮轴的辅助支撑；所述电解液喷头设置于阴极一侧，电解液喷头向待加工曲轴或凸轮轴喷射电解液。

本发明的加工装置基于中极法电解磨削原理，阴极和砂轮配合设置于曲轴或凸轮轴水平径向两侧，使得阴极成为待加工曲轴或凸轮轴的辅助支撑，也就有效增加了曲轴或凸轮轴的刚度，减小曲轴或凸轮轴在加工过程中产生的弹性变形；通过超声振动装置的设置，在曲轴的轴向施加超声运动，以便降低平均磨削力与磨削热，进一步减小曲轴弹性变形与曲轴磨削烧伤，增加加工精度与加工效率。

进一步的，所述超声波振动装置包括与砂轮连接的变幅杆，所述变幅杆与超声波换能器连接，超声波换能器分别与超声波发生器、电机相连。

进一步的，所述卡盘外侧设置电刷，电刷与阴极电连接。避免装夹在曲轴上时由于加工过程中的不稳定因素而产生电火花，损坏曲轴表面。

进一步的，所述电刷外侧设置绝缘板，电刷和电源正极连接，阴极和电源负极连接。

进一步的，所述尾座上带有绝缘套，尾座端部带有顶尖顶紧待加工曲轴或凸轮轴。

进一步的，所述阴极滚子与阴极由销轴连接。

进一步的，复合加工装置还包括控制单元和电解液箱，所述电解液箱与电解液喷头连接，所述控制单元与超声波振动装置、砂轮、带动卡盘旋转的主轴单元、电解磨削的阴极分别单独连接。砂轮与曲轴的切点追踪随动运动、阴极与曲轴的切点追踪随动运动由控制单元控制，调节电解电流、电解电压、超声频率、超声振幅、曲轴转速等因素，实现曲轴或凸轮轴的高精度与高生产率的超声振动辅助切点追踪随动电解磨削。