[发明专利]一种树脂结合剂超硬导电成形砂轮的修整方法及装置

说明书

本发明涉及一种树脂结合剂超硬磨料导电成形砂轮的修整方法及装置，其中，树脂结合剂超硬磨料导电砂轮作为阳极，通过磨床主轴、阳极电刷与直流电源的正极连接；阴极部件与数字万用表的正极接线端连接；数字万用表的负极接线端与直流电源的负极连接；通过阴极部件的电解液出口向阴阳两极之间喷射电解液；通过修整轮主轴的运动控制成形修整轮的旋转速度与进给量。接通电路，被修整砂轮作为阳极，其轮廓包络面与阴极部件工作面轮廓之间留有0.2mm到0.5mm的间隙，间隙间注有电解液，砂轮表面的导电磨粒上的镀层金属发生电解作用；确认监测得到的总电流在一定时间保持不变时断开电路；利用成形修整轮的机械作用去除磨粒及其周围的树脂结合剂。通过本发明能提高树脂结合剂超硬磨料导电成形砂轮的修整效率和修整精度。

技术领域

本发明涉及机械零件加工技术领域，尤其涉及一种树脂结合剂超硬磨料导电成形砂轮的高效精密修整技术。

背景技术

在超硬磨料砂轮具有磨削刃锋利、磨粒硬度高、耐磨性好、精度保持性好和使用寿命长等优点，在精密、超精密制造领域得到了极为广泛的应用，并成功的推动了磨削技术的飞跃式发展。然而在实际生产中超硬磨料砂轮优异的切削性能并未的到充分的发挥，原因在于其高硬度导致修整非常困难，且在修整后难以达到满意的形状精度和表面形貌。磨削之关键在于修整，磨削过程中砂轮的切削性能以及磨削后的零件的表面质量很大程度上取决于砂轮的修整水平。一般而言，超硬磨料砂轮修整包括两个阶段：整形和修锐。整形是宏观去除砂轮表面的多余材料，使砂轮表面达到要求的几何和形位精度。修锐又叫开刃，是指将砂轮工作面超硬磨粒周围的多余结合剂去除，从而改变磨粒的出刃高度和形成必要的容屑空间，使砂轮具有优异的磨削能力。

长期以来，针对超硬磨料砂轮修整难度大的问题，研究者们开发了很多有效的修整技术，主要包括：机械修整法、电火花修整技术、在线电解修整技术、激光修整技术等。机械修整法是超硬磨料砂轮修整过程中应用最为广泛的方法，主要包括车削法、磨削法、滚压修整法、金刚石滚轮修整法。机械修整法具有方法简单、修整设备结构简单、使用方便以及修整范围广等优点。但也存在修整效率较低，修整工具磨损较快，修整精度低等问题，尤其是对于复杂形面砂轮的修整更加困难，远未达到像修整普通砂轮那样的水平。电火花修整技术和在线电解修整技术主要用于金属结合剂超硬磨料砂轮修整，前者的修整性能很大程度上取决于放电间隙和磨粒尺寸是否匹配，后者只适合修整细粒度的超硬磨料砂轮。激光修整法技术可以用于修整树脂和金属结合剂超硬磨料砂轮，其原理是采用一定强度的激光照射超硬磨料砂轮表面，在照射点产生瞬间局部高温，使磨粒和结合剂融化，实现砂轮的修整。激光修整法具有效率高、适合修整复杂形面等优点，限制其推广应用的主要问题是修整精度不理想和修整系统成本较高。在实际工程中，对于金属结合剂超硬磨料砂轮，大余量去除一般选用电火花修整技术，小余量去除一般选用机械修整技术。对于细磨料粒度的金属结合剂超硬磨料砂轮，一般选用在线电解修整技术进行精密修整。陶瓷结合剂具有较大的脆性，对于陶瓷结合剂超硬磨料砂轮，在机械修整过程中设法减小修整工具与砂轮表面的有效接触面积，形成局部高应力，使结合剂破碎性去除，便可取得理想的修整效果。

树脂结合剂超硬磨料砂轮是先将超硬磨粒、酚醛热固化树脂和塑性剂混合，在模具中成形，并在150～200℃加热固化制成的。相比于陶瓷结合剂超硬磨料砂轮，其磨料层具有一定的弹性，且抗冲击强度高，适合高速和重负荷切削等特点。相比于金属结合剂超硬磨料砂轮，其磨粒-结合剂结合强度较弱，磨削过程中砂轮自锐性较好，磨削后表面质量较高。因此在实际生产中，树脂结合剂超硬磨料砂轮的应用面最为广泛。另一方面，树脂结合剂自身没有气孔，需要靠结合剂的去除来凸出磨粒和获得容屑空间，这种结构的致密性以及树脂结合剂材料本身的较高弹塑性，使得上述各种修整方法在树脂结合剂超硬磨料砂轮修整过程中难以取得优异的修整效果。

为适应超硬磨料砂轮磨削技术的发展需求，可应用于树脂结合剂超硬砂轮的高效精密修整技术仍是亟需研发的重点方向。

发明内容