专利名称：金属基球形金刚石砂轮修整装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种砂轮修整装置。
技术背景随着科学技术的日益发展，人们对自由曲面的修整精度要求越来越高， 并且这些自由曲面零件大多是硬脆材料如碳化硅、光学晶体材料或陶瓷材料 等。因此，用金属基球形金刚石砂轮实现超精密磨削修整是一种有效的方法。 但目前很多器件由于其面形复杂，需要用小直径球形砂轮来进行超精密磨削 修整，如熔石英半球谐振子零件、光学微透镜阵列零件的超精密磨削等等。 而小尺寸球形砂轮的修整精度直接影响着零件的加工精度。但现有的球形砂轮修整装置其修整精度不高，尤其不能对小尺寸((t)3 10mm)的球形砂轮进 行修整。因此，研制一种高精度的金属基金刚石球形砂轮修整装置是十分必 要的。发明内容本发明的目的是为解决现有的球形砂轮修整装置修整精度不高，尤其不 能对小尺寸的球形砂轮进行修整的问题，提供一种金属基球形金刚石砂轮修 整装置。本发明由工作台1、砂轮定位驱动系统2、砂轮主轴夹持器3、砂轮 主轴4、砂轮锁紧器4-l、砂轮电刷5、电极7、电极电刷8、电极主轴9、 电极锁紧器9-l、电极定位驱动系统IO和电极主轴夹持器11组成，工作台1 的第一斜面1-3上设有第一凹槽1-1，砂轮定位驱动系统2固定在工作台1 的第一凹槽1-1内，砂轮主轴夹持器3的下端与砂轮定位驱动系统2相连接， 砂轮主轴4设置在砂轮主轴夹持器3内，砂轮主轴4的一端上设有砂轮锁紧 器4-l，砂轮电刷5的下端固定在工作台1中部的第一斜面1-3上，工作台1 的第二斜面1-4上设有第二凹槽1-2，电极定位驱动系统10固定在工作台1 的第二凹槽1-2内，电极主轴夹持器11的下端与电极定位驱动系统10相连 接，电极主轴9设置在电极主轴夹持器11内，电极主轴9的一端上设有电 极锁紧器9-1，电极主轴9上的电极锁紧器9-1与砂轮主轴4上的砂轮锁紧器4-1相对应设置，电极电刷8的下端固定在工作台1的第二斜面1-4上与 砂轮电刷5相对的一侧，电极7的一端与电极主轴9上的电极锁紧器9-1相 连接，电极电刷8的上端与电极7的曲面摩擦连接。本发明在使用时将砂轮 6的一端固定在砂轮主轴4上的砂轮锁紧器4-1内，砂轮电刷5的上端与砂 轮6的曲面摩擦连接。本发明的有益效果是 一、被修整砂轮球形直径可由修整电极当量中径 控制。改变修整电极当量中径，可获得不同尺度的球形砂轮，由此满足不同 用户的要求；二、球形砂轮修整精度高(面形精度^).5pm)，并且可把金刚 石砂轮修整为半球形(许多自由曲面超精密加工极其需要半球形砂轮)，这 是本发明的独特优势。三、可实现砂轮的在位修整。把修整部分(电极安装 部分)单独拿出来装配在加工机床上便可实现在位修整，由此可减小砂轮的 重复装夹误差。修整部分的安装角度参数可根据不同机床进行相应的改变， 由此满足对修整角度的要求；四、控制简单方便。五、实现了小尺寸 (小3 10mm)金属基球形金刚石砂轮的修整。
图1是本发明的整体结构示意图，图2是图1中的A处放大图(工作原 理图)。
具体实施方式
具体实施方式
一(参见图l、图2)本实施方式由工作台l、砂轮定位 驱动系统2、砂轮主轴夹持器3、砂轮主轴4、砂轮锁紧器4-l、砂轮电刷5、 电极7、电极电刷8、电极主轴9、电极锁紧器9-1、电极定位驱动系统10 和电极主轴夹持器11组成，工作台1的第一斜面1-3上设有第一凹槽1-1， 砂轮定位驱动系统2固定在工作台1的第一凹槽1-1内，砂轮主轴夹持器3 的下端与砂轮定位驱动系统2相连接，砂轮主轴4设置在砂轮主轴夹持器3 内，砂轮主轴4的一端上设有砂轮锁紧器4-1，砂轮电刷5的下端固定在工 作台1中部的第一斜面1-3上，工作台1的第二斜面l-4上设有第二凹槽1-2， 电极定位驱动系统10固定在工作台1的第二凹槽1-2内，电极主轴夹持器 11的下端与电极定位驱动系统10相连接，电极主轴9设置在电极主轴夹持 器11内，电极主轴9的一端上设有电极锁紧器9-1，电极主轴9上的电极锁紧器9-1与砂轮主轴4上的砂轮锁紧器4-1相对应设置，电极电刷8的下端 固定在工作台1的第二斜面1-4上与砂轮电刷5相对的一侧，电极7的一端 与电极主轴9上的电极锁紧器9-1相连接，电极电刷8的上端与电极7的曲 面摩擦连接。
具体实施方式
二(参见图1、图2)本实施方式砂轮主轴4的轴线13 与电极主轴9的轴线12之间的补角0为40 50°。其它与具体实施方式
一相 同。
具体实施方式
三(参见图1、图2)本实施方式砂轮主轴4的轴线13 与电极主轴9的轴线12之间的补角0为45°。其它与具体实施方式
一相同。
具体实施方式
四本实施方式的砂轮主轴4是电主轴或空气静压主轴。 其它与具体实施方式
一相同。
具体实施方式
五本实施方式的电极主轴9是电主轴或空气静压主轴。 其它与具体实施方式
一相同。砂轮与电极的回转精度对砂轮修整精度有着较 大的影响。因此，应尽量选用较高回转精度的主轴，并且考虑到该修整装置 的安装空间，结构简单化等综合因素，因而具体实施方式
四的砂轮主轴4和具体实施方式
五的电极主轴9均采用电主轴或空气静压主轴髙回转精度的主 轴。对于不同的砂轮修整要求，可以选择不同的回转速度，以得到较好的修 整效果。工作原理如图2所示，电极当量中径d与砂轮半径R有如下关系 d = 2i sin^ (l)式中，^ = 45°,所以^ = 7^ ，可以根据砂轮半径求出电极的中径。杯形电极与砂轮绕各自轴线旋转，并且电极 和砂轮在各自轴线上进给，图中所示0角为45。，就可将砂轮端部修整为球 头形状。如图1所示，首先通过砂轮电刷5和电极电刷8将所要修整的砂轮 和电极连接在修整电源上，利用砂轮定位驱动系统2调整砂轮6到固定中心 高，使砂轮主轴4和电极主轴9开始转动并调整至合适转速，打开修整电源， 控制电极定位驱动系统10慢速向砂轮6方向进给，直到出现修整火花现象， 开始修整并停止进给，当修整火花较小或不明显时，继续控制电极定位驱动 系统10微量进给，则会出现火花放电现象，继续修整，以此反复不断直至 电极定位驱动系统10达到指定位置停止进给并结束修整。
权利要求
1、一种金属基球形金刚石砂轮修整装置，它由工作台(1)、砂轮定位驱动系统(2)、砂轮主轴夹持器(3)、砂轮主轴(4)、砂轮锁紧器(4-1)、砂轮电刷(5)、电极(7)、电极电刷(8)、电极主轴(9)、电极锁紧器(9-1)、电极定位驱动系统(10)和电极主轴夹持器(11)组成，其特征在于工作台(1)的第一斜面(1-3)上设有第一凹槽(1-1)，砂轮定位驱动系统(2)固定在工作台(1)的第一凹槽(1-1)内，砂轮主轴夹持器(3)的下端与砂轮定位驱动系统(2)相连接，砂轮主轴(4)设置在砂轮主轴夹持器(3)内，砂轮主轴(4)的一端上设有砂轮锁紧器(4-1)，砂轮电刷(5)的下端固定在工作台(1)中部的第一斜面(1-3)上，工作台(1)的第二斜面(1-4)上设有第二凹槽(1-2)，电极定位驱动系统(10)固定在工作台(1)的第二凹槽(1-2)内，电极主轴夹持器(11)的下端与电极定位驱动系统(10)相连接，电极主轴(9)设置在电极主轴夹持器(11)内，电极主轴(9)的一端上设有电极锁紧器(9-1)，电极主轴(9)上的电极锁紧器(9-1)与砂轮主轴(4)上的砂轮锁紧器(4-1)相对应设置，电极电刷(8)的下端固定在工作台(1)的第二斜面(1-4)上与砂轮电刷(5)相对的一侧，电极(7)的一端与电极主轴(9)上的电极锁紧器(9-1)相连接，电极电刷(8)的上端与电极(7)的曲面摩擦连接。
2、 根据权利要求1所述的金属基球形金刚石砂轮修整装置，其特征在 于砂轮主轴(4)的轴线(13)与电极主轴(9)的轴线(12)之间的补角(e)为40 5(T。
3、 根据权利要求1所述的金属基球形金刚石砂轮修整装置，其特征在 于砂轮主轴(4)的轴线(13)与电极主轴(9)的轴线(12)之间的补角(e)为45。。
4、 根据权利要求1所述的金属基球形金刚石砂轮修整装置，其特征在 于砂轮主轴(4)是电主轴或空气静压主轴。
5、 根据权利要求1所述的金属基球形金刚石砂轮修整装置，其特征在于电极主轴(9)是电主轴或空气静压主轴。
全文摘要
金属基球形金刚石砂轮修整装置，它涉及一种砂轮修整装置。本发明的目的是为解决现有的球形砂轮修整装置其修整精度不高，尤其不能对小尺寸的球形砂轮进行修整的问题。本发明砂轮主轴夹持器的下端与砂轮定位驱动系统相连接，砂轮主轴设置在砂轮主轴夹持器内，电极主轴的一端上设有电极锁紧器，电极主轴上的电极锁紧器与砂轮主轴上的砂轮锁紧器相对应设置。本发明球形砂轮修整精度高(面形精度≤0.5μm)，并且可把金刚石砂轮修整为半球形，这是本发明的独特优势。可实现砂轮的在位修整。把修整部分(电极安装部分)单独拿出来装配在加工机床上便可实现在位修整，由此可减小砂轮的重复装夹误差。实现了小尺寸(φ3～10mm)金属基球形金刚石砂轮的修整。
文档编号B24B53/12GK101234483SQ20081006400
公开日2008年8月6日 申请日期2008年2月15日 优先权日2008年2月15日
发明者波 余, 坤 张, 针 方, 梁迎春, 罗康俊, 陈明君 申请人:哈尔滨工业大学