[发明专利]一种基于齿轮齿条形式的微线齿轮电解精加工平台

权利要求书

1.一种基于齿轮齿条形式的微线齿轮电解精加工平台，其特征在于：包括大理石基座(1)、X-Y轴位移台、Z轴升降台(2)、旋转主轴(5)、齿轮导电装置(16)、电解加工槽(8)、齿条(6)、微线齿轮(7)、电解液系统、CCD模块(11)、位移台控制系统和脉冲电源(10)；所述大理石基座(1)上设置有X-Y轴位移台、Z轴升降台(2)、电解加工槽(8)与CCD模块(11)，所述X-Y轴位移台上设置有电解加工槽(8)，齿条(6)固定安装在电解加工槽内，Z轴升降台上固定连接旋转主轴(5)，旋转主轴(5)末端连接微线齿轮(7)；通过位移台控制系统控制三维位移平台，所用电源为脉冲电源(10)；所述电解液系统中的电解液池(13)和水泵(9)固定在大理石基座(1)上，两条输送管道的两端分别置于电解加工槽(8)和电解液池(13)内；所述齿轮导电装置(16)固定在Z轴升降台(2)上；所述X-Y轴位移台包括X轴位移台(4)和Y轴位移台(3)。

2.根据权利要求1所述基于齿轮齿条形式的微线齿轮电解精加工平台，其特征在于：所述X-Y轴位移台通过螺钉固定连接在大理石基座(1)上；所述Z轴升降台(2)通过螺钉固定连接在大理石基座(1)上；所述旋转主轴(5)通过主轴连接板和Z轴升降台相连；所述齿轮导电装置(16)固定在Z轴升降台上。

3.根据权利要求1所述基于齿轮齿条形式的微线齿轮电解精加工平台，其特征在于：加工时，脉冲电源(10)的阴极连接齿条(6)，阳极连接微线齿轮(7)，通过电解液系统将电解液以0.2～1.5m/s的速度输送在齿条和齿轮的加工间隙中，齿条、齿轮与电解液形成通路。

4.根据权利要求1所述基于齿轮齿条形式的微线齿轮电解精加工平台，其特征在于：所述电解液系统由电解液池(13)、水泵(9)和输送管道组成；加工过程中，配置的电解液置于电解液池中，通过输水管道以0.2～1.5m/s的速度输送在齿条齿轮加工间隙中，通过排水管道将电解加工槽内的电解液排回电解液池，形成电解液的循环使用。

5.根据权利要求4所述基于齿轮齿条形式的微线齿轮电解精加工平台，其特征在于：所述电解液为硫酸-乙醇复合溶液或者添加有微细磁性磨料的硫酸-乙醇复合溶液。

6.根据权利要求1所述基于齿轮齿条形式的微线齿轮电解精加工平台，其特征在于：所述控制系统包括工控机(15)、控制器(14)和电机驱动器，工控机(15)编写位移台控制程序和旋转主轴旋转程序下载至控制器(14)；控制器(14)下达位置指令传达到电机驱动器，从而驱动步进电机实现对应的运转，进而带动滚珠丝杆运动来实现运动平台的位移和旋转主轴的旋转。

7.根据权利要求1所述基于齿轮齿条形式的微线齿轮电解精加工平台，其特征在于：X-Y轴位移台的分辨率为0.25μm，重复定位精度为0.25μm；Z轴升降台的分辨率为0.091μm，重复定位精度为1μm，能够实现三个方向的高精度位移。

8.根据权利要求1所述基于齿轮齿条形式的微线齿轮电解精加工平台，其特征在于：所述CCD模块(11)能够实时观察齿条与齿轮的相对位置，用来对准初始位置和观察加工情况；所述示波器(12)实时监测电解加工过程中的电压、电流变化。

9.根据权利要求1所述基于齿轮齿条形式的微线齿轮电解精加工平台，其特征在于：所述齿轮导电装置(16)由导电棒(21)、金属管套(18)、弹簧(20)、螺钉(19)和连接板(17)组成，是将导电棒(21)安装在金属管套(18)内，后端设有弹簧(20)和螺钉(19)，通过连接板(17)和Z轴升降台连接，装配时，需要设置弹簧预压缩量，保证导电棒和主轴刀杆时刻接触，将电源阳极连接齿轮导电装置，从而保证微线齿轮和脉冲电源阳极的连通。

10.根据权利要求1所述基于齿轮齿条形式的微线齿轮电解精加工平台，其特征在于：所述旋转主轴(5)由步进电机结合高精密旋转刀杆构成，刀杆头部可装夹微线齿轮；

所述脉冲电源(10)为高频纳秒脉冲电源，所述齿条(6)为高精度钨钢齿条，所述微线齿轮(7)为平行轴线齿轮，直径为1mm。