[发明专利]加工超薄超硬导电材料的高精度数控电解磨削机床

说明书

技术领域

本发明涉及机加工技术领域，尤其是一种能够实现电解磨削的机床。

背景技术

电解磨削（electrochemical grinding）是电解作用与机械磨削相结合的一种特种加工，又称电化学磨削，英文简称ECG。电解磨削是20世纪50年代初美国人研究发明的为电解磨削的原理。工件作为阳极与直流电源的正极相连；导电磨轮作为阴极与直流电源的负极相连。

磨削时，两者之间保持一定的磨削压力，凸出于磨轮表面的非导电性磨料使工件表面与磨轮导电基体之间形成一定的电解间隙（约0.02～0.05毫米），同时向间隙中供给电解液。在直流电的作用下，工件表面金属由于电解作用生成离子化合物和阳极膜。这些电解产物不断地被旋转的磨轮所刮除，使新的金属表面露出，继续产生电解作用，工件材料遂不断地被去除，从而达到磨削的目的。电解液一般采用硝酸钠、亚硝酸钠和硝酸钾等成分混合的水溶液，不同的工件材料所用电解液的成分也不同。导电磨轮由导电性基体(结合剂)与磨料结合而成，主要为金属结合剂金刚石磨轮、电镀金刚石磨轮、铜基树脂结合剂磨轮、陶瓷渗银磨轮和碳素结合剂磨轮等，按不同用途选用。

电解磨削适合于磨削各种高强度、高硬度、热敏性、脆性等难磨削的金属材料，如硬质合金、高速钢、钛合金、不锈钢、镍基合金和磁钢等。用电解磨削可磨削各种硬质合金刀具、塞规、轧辊、耐磨衬套、模具平面和不锈钢注射针头等。电解磨削的效率一般高于机械磨削，磨轮损耗较低，加工表面不产生磨削烧伤、裂纹、残余应力、加工变质层和毛刺等，表面粗糙度一般为R0.63～0.16微米，最高可达R0.04～0.02微米。

采用适应控制技术，可进一步提高电解磨削的加工稳定性和自动化程度。同时，为了提高加工精度，采用兼有纯机械磨削能力的导电磨轮，粗加工时靠电解磨削的高效率完成大部分加工量，然后切断电解电源，靠纯机械磨削磨掉精加工余量，这样能显著提高加工精度。电解磨削方式已从平面磨削扩大到内圆磨削、外圆磨削和成形磨削。电解加工的原理也可与珩磨和超精加工结合起来，成为电解削磨和电解超精加工。

随着电解磨削应用的日益广泛，其不足之处也逐渐凸显出来。其中重要的一点是现有的电解磨削不能在加工中准确、灵活地控制导电砂轮的高度，不能在竖直方向和水平方向上实现精准控制，不能使工作台能够在前后、左右方向上灵活精准地移动。这种技术现状限制了导电磨削的加工精度和加工灵活性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够对导电磨削的加工过程在上下、左右、前后方向上进行灵活控制的加工超薄超硬导电材料的高精度数控电解磨削机床。

为实现上述目的，本发明的加工超薄超硬导电材料的高精度数控电解磨削机床包括床身、导电砂轮、电解液槽、设置在电解液槽内的导磁板支架、竖直方向移动机构、砂轮安装机构、电解液循环系统和水平方向移动机构；所述导磁板支架内设有用于定位被加工工件的电磁吸盘，所述导电砂轮安装在砂轮安装机构上，砂轮安装机构连接在竖直方向移动机构上；电解液循环系统与电解液槽相连接，电解液槽设置在水平方向移动机构上；导电砂轮连接外置电源的负极，被加工的工件连接外置电源的正极；工作时导磁板支架用于支撑被加工的工件，且该电解液槽内的液位高于被加工的工件；床身上固定连接有机床立柱，机床立柱固定连接有工作台支架，所述竖直方向移动机构连接在工作台支架上。

所述竖直方向移动机构包括电机、联轴器、丝杠前支座、丝杠后支座、连接器、方形导轨、竖向工作台和丝杠；电机、丝杠前支座和丝杠后支座由上至下间隔设置并均固定连接在所述工作台支架上；电机的输出轴通过联轴器与丝杠相连接；丝杠前支座和丝杠后支座内分别设有轴承，丝杠通过轴承装配在丝杠前支座和丝杠后支座上；连接器内固定连接有螺母，该螺母与丝杠螺纹连接；所述竖向工作台与连接器固定连接；方形导轨上设有与方形导轨滑动连接的滑块，滑块与所述竖向工作台固定连接。

砂轮安装机构包括电机架、磨床电机、锁紧固定器、上固定夹板和下固定夹板；所述导电砂轮上设有安装槽，所述锁紧固定器的下部向下伸入所述安装槽；所述安装槽内设有所述下固定夹板，所述导电砂轮上表面设有上固定夹板，上固定夹板和下固定夹板分别与所述锁紧固定器螺纹连接；电机架固定连接在所述竖向工作台上，磨床电机固定连接在电机架上，磨床电机的输出轴向下与所述锁紧固定器固定连接；

所述水平方向移动机构包括左右移动装置、下水平工作台、前后移动装置和上水平工作台；