一種外圓磨超硬磨料砂輪杯形砂輪-電火花復合修整裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及砂輪修整領域，尤其是一種外圓磨超硬磨料砂輪杯形砂輪-電火花復合修整裝置。
【背景技術】
[0002]金剛石和立方氮化硼(CBN)砂輪統稱為超硬磨料砂輪。金剛石砂輪適于磨削硬、脆、有色金屬和硬質合金、光學玻璃、陶瓷、寶石等高硬度、高脆性的非金屬材料。超硬磨料砂輪修整技術是修整技術的新領域，修整技術發展至今，修整工具己形成種類豐富的系列家族，許多新的修整工具是高科技產品，修整技術的發展趨于高精、高效及自動化，給超硬磨料砂輪的修整帶來了新課題。
[0003]目前常用的修整方式有金剛石筆修整法、金剛石滾輪修整法、ELID修整法等。但這幾種方式都無法得到良好的修整效果。例如:金剛石筆與金剛石滾輪法無法修型修銳同時進行，修整后砂輪不鋒利，ELID修整法設備復雜，僅適用于金屬結合劑砂輪，并且對于大直徑金剛石砂輪修整效率差。
[0004]⑴杯形砂輪修整法。
[0005]針對于以上問題，日本的莊司克雄教授提出了用GC或WA的普通砂輪作為修行工具進行修形的方法。因使用的砂輪是杯形，故稱之為杯形修整法。
[0006]杯形砂輪修整法修整金剛石的機理，主要是在修整過程中從杯形砂輪上脫落下來的磨粒對金剛石磨粒和結合劑橋的沖擊以及研磨作用從而產修整效果。GC砂輪硬度越低，脫落下來的磨粒粒徑越大，修整比越高，但金剛石砂輪表面切削刃密度越低。
[0007]杯形修整法修整的優點:
[0008]①這種依靠從GC杯形砂輪上脫落磨料于金剛石砂輪的研磨作用，因此使用它對密實性金剛石砂輪進行修整時，不僅可以整形，而且也同時修銳。而對有氣孔的(結合劑疏松型)陶瓷結合劑金剛石砂輪來說，無疑這種修整機理和效果也是十分好的。
[0009]②普通金剛石筆或金剛石滾輪橫向進給修整超硬磨料平行砂輪時，由于磨損作用其母線會變為斜線或中凸，該修整技術采用切入運送方式，沒有修整輪平行于砂輪母線的運動，故不會因磨損造成而使被休整砂輪產生母線傾斜。
[0010]⑵電火花修整的基本原理是金屬基超硬磨料砂輪作為正極，自制工具電極作為陰極，使砂輪與工具電極之間充滿絕緣介質，當砂輪與工具電極之間的間隙小于放電間隙時，產生電火花放電，在砂輪與電極之間形成放電通道，電火花放電放出大量的熱量，形成一個瞬時熱源作用在砂輪與電極表面，使電極和砂輪結合劑高溫熔化甚至氣化。
[0011]金剛石磨粒有效地暴露出來，從而達到整形和修銳的目的。由于金剛石和立方氮化硼超硬磨粒不導電，所以放電只會在砂輪結合劑和工具電極之間產生，有利于對超硬磨粒的保護。粗整形階段加大電火花放電參數可使金剛石磨粒碳化，從而去除砂輪偏心量進行整形；小的放電參數可使結合劑材料去除，使得金剛石磨粒突出砂輪表面，使砂輪變得鋒利。
[0012]電火花修整法的優點:
[0013]①可進行在位、在線修整，易于保證砂輪的磨削精度；
[0014]②修整后的砂輪銳利，磨削力小；
[0015]③可以方便地實現對成形砂輪的快速，高精度修整；
[0016]④與接觸式比較，電火花修整采用非接觸式修整方式，避開了與超硬磨料直接接觸，保護了修整裝置，并可以通過調節放電參數選擇性去除結合劑和磨料。
[0017]但是，目前還沒有一種修整裝置可以整合杯形砂輪修整法與電火花修整方法的優勢，根據工況選取適宜的方法，解決普通修整方式造成的修型修銳無法同時進行，以及修整后磨粒鈍化的問題。
【發明內容】
[0018]本發明的目的是提供一種外圓磨超硬磨料砂輪杯形砂輪-電火花復合修整裝置，該裝置為結合了杯形砂輪修整法與電火花修整的一種修整裝置，該裝置可以根據工況選取適宜的方法，克服了普通修整方式造成的修型修銳無法同時進行，以及修整后磨粒鈍化的冋題。
[0019]為了解決以上技術問題，本發明的技術方案為:
[0020]一種外圓磨超硬磨料砂輪杯形砂輪-電火花復合修整裝置，包括底座、Y軸進給機構、Z軸進給機構、修整器、砂輪輪廓檢測臺以及控制系統；其中，所述Z軸進給機構安裝在所述底座的上方，Y軸進給機構安裝在Z軸進給機構的上方，所述修整器和砂輪輪廓檢測臺均安裝在Y軸進給機構上，砂輪輪廓檢測臺安裝在修整器的側面，所述控制系統分別與Z軸進給機構、Y軸進給機構以及修整器連接；所述修整器為杯形砂輪-電火花復合修整器。
[0021]優選的，所述杯形砂輪-電火花復合修整器包括杯形砂輪、用于使杯形砂輪旋轉的中空主軸、固定在中空主軸內部的導電滑環以及用于驅動中空主軸旋轉的第三電機。
[0022]優選的，所述杯形砂輪為具有階梯式外徑的杯形砂輪，包括大圓周段和小圓周段兩部分，所述杯形砂輪的大圓周段的表面用于修整目標物的外圓周表面，所述杯形砂輪的大圓周段的側面用于修整目標物的端面。
[0023]優選的，所述具有階梯式外徑的杯形砂輪的大圓周段的半徑與小圓周段的半徑差為 5 ?10mnin
[0024]優選的，所述具有階梯式外徑的杯形砂輪的總高度為15?20mm，且大圓柱段的高度小于目標物的壁厚。
[0025]優選的，所述修整器還設置有用于安裝通風管的管螺紋孔。通過向修整器內部通入氣體，達到冷卻修整器的目的。
[0026]優選的，所述導電滑環為水銀滑環或電刷滑環。
[0027]優選的，所述杯形砂輪通過一個固定在中空主軸上的固定盤安裝在所述中空主軸上。
[0028]優選的，當需要使用杯形砂輪修整時，將所述杯形砂輪安裝在固定在所述中空主軸端部的固定盤上，使用杯形砂輪對目標物進行修型和修銳；當需要使用電火花修整時，將杯形砂輪用石墨電極替換，所述石墨電極與導電滑環連接，對目標物進行電火花修整。
[0029]優選的，所述Z軸進給機構包括第一電機和第一絲杠螺母副。第一電機帶動第一絲杠螺母前后運動。
[0030]優選的，所述Y軸進給機構包括第二電機和第二絲杠螺母副。第二電機帶動第二絲杠螺母做上下運動。
[0031]優選的，所述砂輪輪廓檢測臺包括外殼、壓緊裝置以及用于復寫砂輪輪廓的復寫裝置，所述壓緊裝置和復寫裝置位于外殼的內部，通過壓緊裝置將復寫裝置固定。
[0032]優選的，所述復寫裝置為碳片。
[0033]優選的，所述壓緊裝置包括壓緊塊、壓緊螺釘和楔塊，壓緊塊與壓緊螺釘連接，楔塊的斜面與壓緊塊接觸，楔塊斜面對面的的垂直面與所述復寫裝置接觸。通過控制壓緊螺釘的運動方向來控制復寫裝置的夾緊和放松。
[0034]優選的，所述控制系統為PLC，所述PLC分別與所述第一電機、第二電機以及第三電機連接，以控制它們的運行。
[0035]本發明的有益技術效果為:
[0036]1、該復合修整器為結合了杯形砂輪修整法與電火花修整的一種復合修整器，使得在同一個修整器上，可以同時實現杯形砂輪的修正和電火花修整，克服了普通修整方式造成的修型修銳無法同時進行，以及修整后磨粒鈍化的問題，提高了修整能力。
[0037]2、在該裝置使用具有階梯式外徑的杯形修整輪，即可修整超硬磨料砂輪的外圓周表面，又可修整超硬磨料砂輪側面，可降低磨削力，提高修整精度，此外通過對具有階梯式外徑的杯形修整輪的結構和尺寸進行優化設計，使得修整力更加均勻，進一步提高了修整精度。
[0038]3、本實用新型精度高(Z軸進給精度為I μm)，有穩定可靠的控制系統。
【附圖說明】
[0039]圖1為本發明的整體結構示意圖；
[0040]圖2為修整器的結構示意圖；
[0041 ] 圖3為砂輪輪廓檢測臺的結構示意圖；
[0042]圖4為控制系統的結構示意圖；
[0043]圖5為Z軸進給精度圖。
[0044]圖6為采用階梯式外徑修整輪修整超硬磨料砂輪端面的運動示意圖；
[0045]圖7為階梯式外徑修整輪；
[0046]其中，1、第二電機，2、基體，3、第一電機，4、底座，5、修整器，6、絲杠，7、外殼，8、碳片，9、壓緊塊，10、壓緊螺釘，11、楔塊，12、杯形砂輪，12-1、杯形砂輪的大圓周段，12-2、杯形砂輪的小圓周段，13、密封圈，14、端蓋，15、軸承頂圈，16、圓柱殼，17、軸承，18、鎖緊螺母，19、中空主軸，20、水銀滑環，21、大帶輪，22、皮帶，23、小帶輪，24、第三電機底座，25、第三電機，26、砂輪輪廓檢測臺，27、PLC, 28、被修整的超硬磨料砂輪。
【具體實施方式】
[0047]由圖1和圖4可知，一種外圓磨超硬磨料砂輪杯形砂輪-電火花復合修整裝置，包括底座4、Y軸進給機構、Z軸進給機構、修整器5、砂輪輪廓檢測臺26以及控制系統；其中，所述Z軸進給機構安裝在所述底座4的上方，Y軸進給機構安裝在Z軸進給機構的上方，所述修整器5和砂輪輪廓檢測臺26均安裝在Y軸進給機構上，砂輪輪廓檢測臺26安裝在修整器5的側面，所述控制系統分別與Z軸進給機構、Y軸進給機構以及修整器5連接；所述修整器5為杯形砂輪-電火花復合修整器。
[0048]如圖2可知，所述杯形砂輪-電火花復合修整器包括杯形砂輪12、用于使杯形砂輪12旋轉的中空主軸19以及固定在中空主軸19內部的導電滑環20、設置在中空主軸19端部的大帶輪21、第三電機25，設置在第三電機24輸出軸上的小帶輪23以及用于固定第三電機25的第三電機底座24，小帶輪23通過皮帶22與大帶輪21連接，中空主軸19通過軸承17固定在圓柱殼16上，中空主軸19通過端蓋14、軸承頂圈15、鎖緊螺母18以及密封圈13卡緊密封，此外，軸承頂圈15還可以起到調節預緊力的作用。導電滑環固定在中空主軸內部，上端固定，通過導線與修整電極或導電修整輪連接；
[0049]導電滑環20可為水銀滑環或電刷式滑環。