[发明专利]一种球形磨头电解修整装置及方法

说明书

本发明公开了一种球形磨头电解修整装置及方法。该装置包括导电磨刀块，复合阴极与导电磨刀块之间连接有脉冲电源，复合阴极接脉冲电源的正极，导电磨刀块接脉冲电源的负极，导电磨刀块上设置有圆弧曲面，圆弧曲面沿导电磨刀块延伸出不同半径圆弧面。本发明在导电磨刀块上设置有圆弧曲面，能够满足不同半径的球头的修整需求，通用性强；本发明基于数控电解机械复合加工机床的精密数控位移和电解加工的原理，铜基金刚石球形磨头在旋转的同时向锥形圆弧进给，通过精密电解加工的原理可以复制导电磨刀装置圆弧的精度。本发明基于阳极溶解的原理铜基金刚石球形磨头被修整，而导电磨刀装置圆弧段作为阴极无损耗，可以长期重复使用。

技术领域

本发明涉及一种用于非传统加工领域的数控电解机械复合加工用铜基金刚石球形磨头在线修整装置及修整方法，主要用于数控电解机械复合加工中铜基金刚石球形磨头的在线电解精密修整。

背景技术

目前机械制造所使用的加工可分为传统机械加工和非传统加工。

传统机械加工是靠刀具材料比工件材料硬，利用机械能把工件上多余的材料切除的，一般情况下是可行的。但是，当工件材料愈来愈硬、加工表面愈来愈复杂的情况下，传统机械加工则会限制生产率和影响加工质量，有时甚至无法加工；如果工件的壁厚愈来愈小(壁厚小于0.5毫米)，由于传统的机械加工存在机械力的作用，很容易损坏被加工工件，难以完成加工任务。

非传统加工即特种加工，实现用软的工具加工硬的工件，主要是采用电、化学、光、声和热等能量来进行加工，而且加工过程中工具和工件之间不存在显著的机械切削力。在特种加工方法中，电火花加工精度高，但加工效率低；电解加工的效率高，但加工精度差。数控电解机械复合加工技术集成了数控的柔性、电解加工效率高和机械磨削(或研磨)精度高的优势，采用旋转的具有内喷和外喷功能的复合阴极作为工具。在加工过程中，复合阴极接直流脉冲电源的负极，工件接直流脉冲电源的正极，在复合阴极与工件之间喷入工作液，复合阴极相对工件作数控展成运动，基于电解—机械磨削(或研磨)复合加工的原理可以加工出复杂的零件。铜基金刚石球形磨头是一种复合阴极，通过更换不同的复合阴极，可以进行数控电解切割、镗铣削、磨削和电化学复合抛光加工。在该机床上可以实现对同一个工件进行粗加工、精加工和抛光加工，消除了零件由于重复安装所造成的安装误差。该技术具有如下特点：(1)用简单形状的复合阴极通过数控编程就可加工复杂的零件；(2)可加工窄缝、窄槽、薄壁和低刚度零件；(3)可加工各种高硬度、高韧性和高耐磨性金属难加工材料；(4)比机械磨削有更高的加工效率，比电解加工有更高的加工精度；(5)电化学阳极溶解是以金属离子尺度去除材料的，特别适用于金属表面的自动化抛光。

在这种加工过程中，用铜基金刚石球形磨头可以加工任何复杂形状的工件，但是，球头的球面精度将直接影响加工精度。

球头复合阴极一般采用烧结金刚砂工艺制造，其修整十分困难。数控电解机械复合加工是一种轻接触加工，球头复合阴极的球面精度决定了加工的精度。在加工过程中球头复合阴极的球面因磨损而失圆，因此，为了推广数控电解机械复合加工机床的应用，必须解决复合阴极的在线精密修整问题。一旦解决球头复合阴极的在线电解精密修整问题，就能有效预测球头复合阴极的球头磨损量，从而提高数控电解机械复合加工的精度。

发明内容

为了解决现有技术中存在的复合阴极的在线精密修整问题，本发明提供一种球形磨头电解修整装置及方法。

本发明的技术方案如下：

本发明提供一种球形磨头电解修整装置，所述装置用于对复合阴极的球头进行修整，所述装置包括导电磨刀块，所述复合阴极与导电磨刀块之间连接有脉冲电源，所述复合阴极接脉冲电源的正极，导电磨刀块接脉冲电源的负极，所述导电磨刀块上设置有圆弧曲面，所述圆弧曲面沿导电磨刀块延伸出不同半径圆弧面。

进一步地，所述圆弧曲面为圆锥形圆弧曲面。

进一步地，所述导电磨刀块设置于机床工作台上。