一种超声振动辅助放电磨削加工装置及方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN105458427A(43)申请公布日2016.04.06(21)申请号201511007874.0(22)申请日2015.12.25(71)申请人华南理工大学地址510700广东省广州市越秀区先烈中路83号华南理工大学越秀专利技术服务中心(72)发明人鲁艳军谢晋郭锐斌李烈军周超兰(74)专利代理机构广州粤高专利商标代理有限公司44102代理人何淑珍(51)Int.Cl.B23H5/04(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图2页(54)发明名称一种超声振动辅助放电磨削加工装置及方法(57)摘要本发明公开了一种超声振动辅助放电磨削加工装置，包括安装有金刚石砂轮的超精密磨床、脉冲电源、脉冲放电参数采集系统、固定在超精密磨床工作台上用于安装工件并使工件产生轴向振动的超声振动辅助装置，数据处理及调节系统，用于分析超声振动辅助装置的振动参数及实时获取的脉冲放电参数、磨削参数，利用超精密磨床的磨床CNC计算机控制系统自适应地调节脉冲电源的放电参数、磨床的磨削参数及超声振动辅助装置振动参数实现超声振动辅助放电磨削加工。本发明还提供了一种超声振动辅助放电磨削加工方法。本发明利用轴向超声振动，调节砂轮磨粒与工件间间隙，使火花放电均匀，减少了间断放电现象的发生，改善放电加工，令工件加工质量更好。CN105458427ACN105458427A权利要求书1/2页1.一种超声振动辅助放电磨削加工装置，包括安装有金刚石砂轮(6)的超精密磨床(7)、脉冲电源(4)，其特征在于，还包括：脉冲放电参数采集系统，用于实时获取金刚石砂轮(6)加工时的脉冲放电参数；超声振动辅助装置，固定在超精密磨床(7)工作台上，用于安装工件(5)并使工件(5)产生轴向超声振动；数据处理及调节系统，用于分析超声振动辅助装置的振动参数及实时获取的脉冲放电参数、磨削参数，利用超精密磨床(7)的磨床CNC计算机控制系统(12)自适应地调节脉冲电源(4)的放电参数、磨床的磨削参数及超声振动辅助装置振动参数实现对硬脆性导电材料的超声振动辅助放电磨削加工。2.根据权利要求1所述的超声振动辅助放电磨削加工装置，其特征在于：所述脉冲放电参数采集系统包括电压传感器(2)、电流传感器(3)、数字示波器(1)，所述电压传感器(2)和电流传感器(3)分别将在线采集的放电回路的放电电压、电流波形经所述数字示波器(1)输送至数据处理及调节系统。3.根据权利要求1所述的超声振动辅助放电磨削加工装置，其特征在于：所述超声振动辅助装置包括轴向超声振动装置(8)、设置在所述轴向超声振动装置(8)上的夹具(17)以及与所述轴向超声振动装置(8)电路连接、用于调节所述轴向超声振动装置(8)振动参数的超声波调节装置(9)。4.根据权利要求3所述的超声振动辅助放电磨削加工装置，其特征在于：所述数据处理及调节系统包括电脑终端(10)、放电及磨削参数调节系统(11)，所述电脑终端(10)分别与超声波调节装置(9)和所述电脑终端(10)电路连接，用于将实时获取的放电参数、磨削参数、振动参数与预设参数进行比较分析后向放电及磨削参数调节系统(11)及超声波调节装置(9)发送调节信号；所述放电及磨削参数调节系统(11)还连接磨床CNC计算机控制系统(12)，用于根据调节信号控制超精密磨床(7)自适应地调节脉冲电源(4)的放电参数及磨削参数。5.根据权利要求3所述的超声振动辅助放电磨削加工装置，其特征在于：所述轴向超声振动装置(8)包括上平板和下平板，所述下平板上均布有四个换能器，每个换能器上竖直设置有支撑连接上平板的变幅杆。6.根据权利要求3所述的超声振动辅助放电磨削加工装置，其特征在于：所述轴向超声振动装置(8)的超声波频率为15~25KHz，振幅为2~8微米。7.一种采用如权利要求1至6中任一项所述装置的超声振动辅助放电磨削加工方法，其特征在于，包括步骤：1）将工件(5)固定在超精密磨床(7)的超声振动辅助装置上，工件(5)、金刚石砂轮(6)和脉冲电源(4)形成放电回路；2）金刚石砂轮(6)在工件(5)表面作轴向直线往复运动，同时超声振动辅助装置使工件产生轴向超声振动；3）脉冲放电参数采集系统实时获取金刚石砂轮磨削时的放电参数；4）数据处理及调节系分析超声振动辅助装置的振动参数及实时获取的脉冲放电参数、磨削参数，利用超精密磨床(7)的磨床CNC计算机控制系统(12)自适应地调节脉冲电源(4)的放电参数、磨床的磨削工艺参数及超声振动辅助装置振动参数实现对硬脆性导电材料的2CN105458427A权利要求书2/2页超声振动辅助放电磨削加工。8.根据权利要求6所述的超声振动辅助放电磨削加工方法，其特征在于：步骤3）中，所述脉冲放电参数采集系统实时获取金