[发明专利]嵌片式复合工具及电化学机械复合加工装置及其加工方法

权利要求书

1、一种嵌片式复合工具，复合工具(22)包括有能去除材料、光整加工、刮除钝化膜及引导电解加工的区域和方向的嵌片(221)和作为电解加工的工具电极的基体(222)，嵌片(221)固定在基体(222)上。

2、根据权利要求1所述的嵌片式复合工具，其特征在于上述嵌片(221)的加工表面使用电镀或者钎焊的方法附上一层磨粒(223)，或者用粉末冶金的方法直接烧结成嵌片形式的砂片。

3、根据权利要求1所述的嵌片式复合工具，其特征在于上述嵌片(221)和基体(222)之间通过绝缘树脂粘结剂粘合；或上述嵌片(221)和基体(222)的结合面涂刷有绝缘涂料，再通过连接件将嵌片(221)固定在基体(222)上。

4、根据权利要求1至3任一项所述的嵌片式复合工具，其特征在于上述嵌片(221)和基体(222)之间的极间间隙通过调整嵌片(221)的尺寸来调节，电解加工区和磨削加工区的比例通过嵌片(221)外表面的弧度和基体(222)外表面的弧度之间的比例来调整。

5、一种使用权利要求1所述嵌片式复合工具的电化学机械复合加工装置，其特征在于包括有机械运动机构、控制系统及将电解液喷入加工区域的电解液供给系统，其中机械运动机构包括有机座(1)、安装在机座(1)上能使复合工具(22)实现自旋运动的机构以及能使复合工具(22)相对于工件(24)实现上下前后左右运动的机构，控制系统分别控制机械运动机构的运动及控制电解液供给系统的供给过程。

6、根据权利要求5所述的电化学机械复合加工装置，其特征在于上述使复合工具(22)实现自旋运动的机构包括有调速电机(12)、联轴器(11)、两个换向器(7、7A)、手紧钻夹头(8)，其中调速电机(12)的输出轴通过联轴器(11)及把垂直方向的旋转运动转换成水平方向上的旋转运动的两个换向器(7、7A)与手紧钻夹头(8)连接，复合工具(22)安装在手紧钻夹头(8)上；使复合工具(22)相对于工件(24)实现上下前后左右运动的机构包括有机座(1)、Y轴工作台(2)、X轴工作台(3)、T型工作台(6)、Z轴导轨(13)、丝杠(14)、步进电机(15)、台架(18)、夹具(25)，使复合工具(22)实现自旋运动的机构安装在台架(18)上，台架(18)安装在作下上运动的Z轴导轨(13)上，Z轴导轨(13)与由步进电机(15)驱动的丝杠(14)连接，夹紧工件(24)的夹具(25)固定在T型工作台(6)上，T型工作台(6)装设在电解液槽(5)上，电解液槽(5)通过槽座(4)及固定件固定在X轴工作台(3)上，X轴工作台(3)装设在Y轴工作台(2)上，Y轴工作台(2)装设在机座(1)上，X轴工作台(3)及Y轴工作台(2)的驱动装置分别与控制系统电连接，电解液供给系统与置于加工区域的喷嘴(21)连接。

7、根据权利要求6所述的电化学机械复合加工装置，其特征在于上述两换向器(7、7A)通过一对锥齿轮实现其换向，并通过螺栓(23)和轴承座(19)固定在两下悬臂(9、17)上，两下悬臂(9、17)之间装设有能调整其之间间距的丝杠(16)，两换向器(7、7A)之间通过能实现两者同步运动的同步带轮(20)及同步带(10)连接；上述同步带(10)还装有张紧机构(41)，张紧机构(41)固装在与机座(1)连接的立柱(40)上。

8、根据权利要求5所述的电化学机械复合加工装置，其特征在于上述控制系统包括有中央控制单元(51)、数据采集卡(52)、电压和电流监测装置(53)、运动控制卡(54)、接口电路(55)、脉冲电源(56)、D/A转换器(57)、加工过程的监控装置及电机驱动器，中央控制单元(51)的输入端通过数据采集卡(52)与电压和电流监测装置(53)连接，中央控制单元(51)的输出端通过运动控制卡(54)分别与接口电路(55)及D/A转换器(57)连接，接口电路(55)与脉冲电源(56)连接，控制脉冲电源(56)的频率，电压，占空比；D/A转换器(57)分别与X轴工作台(3)及Y轴工作台(2)的驱动装置电连接及与步进电机(15)、调速电机(12)电连接。