[发明专利]一种基于小球头砂轮的电火花修整工艺方法

说明书

一种基于小球头砂轮的电火花修整工艺方法，涉及砂轮修整技术领域，用以解决小尺寸曲率半径的复杂结构零件磨削过程中砂轮磨损问题。本发明的技术要点包括：将待修整砂轮与脉冲电源正极相连、工具电极与脉冲电源负极相连，形成火花放电回路；完成修整加工前待修整砂轮和工具电极的对刀，确定待修整砂轮和工具电极的最终进给位置；对待修整砂轮进行粗修整和精修整；当待修整砂轮精度达到预设值时完成砂轮修整。本发明提高了砂轮的修整效率与修整质量，提高了砂轮的重复利用率，减少了小尺寸曲率半径的复杂结构零件磨削过程中的磨削成本和磨削效率。本发明方法具有普适性，可推广用于各类小尺寸球头砂轮的电火花在位修整。

技术领域

本发明涉及砂轮修整技术领域，具体涉及一种基于小球头砂轮的电火花修整工艺方法。

背景技术

采用熔融石英、工程陶瓷等硬脆材料制成的具有小尺寸曲率半径的复杂结构零件在先进技术领域如航空航天、光学、微电子等中起着越来越重要的作用，因为材料的硬度和脆性，这些零件成为典型的难加工零件，而超精密磨抛是该类材料目前较为理想的加工方式。在超精密磨削加工过程中，为了满足高表面质量和面形精度的加工要求，广泛采用小直径球头金属基金刚石砂轮，因其完美地结合了金刚石磨粒的硬度和金属基体材料的耐磨性。但受砂轮结构尺寸的限制，磨削加工采用的磨削线速度较小，且砂轮粒度较小，在磨削加工过程中砂轮极易发生磨损，砂轮磨损后的面型精度会直接影响零件加工的面型精度，因此需要对磨损后的小球头砂轮进行修整。

发明内容

鉴于以上问题，本发明提出一种基于小球头砂轮的电火花修整工艺方法，用以解决小尺寸曲率半径的复杂结构零件磨削过程中砂轮磨损问题。

一种基于小球头砂轮的电火花修整工艺方法，包括以下步骤：

步骤一、将待修整砂轮安装于砂轮主轴上，使其能够绕砂轮主轴轴线旋转；将工具电极安装于电主轴上，使其能够绕电主轴轴线自转的同时沿轴线方向进给；将待修整砂轮与脉冲电源正极相连、工具电极与脉冲电源负极相连，形成火花放电回路；

步骤二、旋转砂轮主轴使得待修整砂轮轴线和工具电极轴线之间形成固定夹角；

步骤三、完成修整加工前待修整砂轮和工具电极的对刀，确定待修整砂轮和工具电极的最终进给位置；

步骤四、转动砂轮主轴，脉冲电源通电，对待修整砂轮进行粗修整；

步骤五、转动砂轮主轴，脉冲电源通电，对待修整砂轮进行精修整；

步骤六、检测待修整砂轮精度是否达到预设值，若达到完成砂轮修整；若没有达到，重复步骤五直至待修整砂轮精度达到预设值。

进一步地，步骤三的具体步骤包括：

步骤三一、调整待修整砂轮与工具电极的相对位置，使得待修整砂轮端面中心高度与工具电极中心轴线高度相同，并将工具电极进给到与待修整砂轮间隙为固定距离的位置；利用CCD相机采集包含待修整砂轮和工具电极的图像并进行图像处理，获得待修整砂轮和工具电极的边缘特征点；

步骤三二、在成像图中提取工具电极端面边缘特征点的最高点A(x₁，y₁)与最低点B(x₁，y₂)，提取待修整砂轮端面边缘特征点的最高点C(x₂，y₃)和最低点D(x₃，y₄)，则工具电极端面中心点O在成像图中坐标为待修整砂轮端面中心点O′在成像图中坐标为

步骤三三、调整待修整砂轮位置，使得待修整砂轮端面中心点O′的纵坐标与工具电极端面中心点O的纵坐标相等，即：y₁+y₂＝y₃+y₄，记录此时待修整砂轮端面中心O′在成像图中的坐标值(x′，y′)和此时待修整砂轮所在工作平台的位置值P₀；