[发明专利]基于电解修形弹性导电砂带的复杂曲面自适应磨抛机床

说明书

技术领域

本发明属于机械制造技术领域，具体涉及一种基于自动电解修形弹性导电砂带的复杂曲面自适应磨抛机床。

背景技术

复杂曲面的应用领域越来越广泛，并且对复杂曲面的加工精度、表面质量要求越来越高。目前对复杂曲面磨削、抛光使用的柔性抛光工具是砂带，而砂带在磨削过程中不可避免的会有切屑存留在磨粒间隙中，切屑造成的堵塞会对工件外观、加工精度造成影响，达不到预期要求。

CN201833252U公开了一种“复杂曲面自适应磨抛加工机床”，其主要介绍了一种复杂曲面自适应磨抛工具头，将复杂曲面进行四边区域划分，根据复杂曲面的形状由调形系统对工具头单元体进行相应调形，改变砂带形状，使砂带形状符合复杂曲面四边区域，进行磨抛。

大连市科技计划资助项目(2003A1GX061)，大连理工大学硕士学位论文“滚子轴承滚道凸度电化学砂带磨削加工技术研究”和“电化学砂带磨削加工质量控制”、重庆大学黄云等人“不锈钢材料电解砂带复合磨削新工艺的试验”，均提到了电解砂带磨削，将电解技术和砂带磨削技术结合了起来。主要分为两种方法，一是工件接电源正极，导电接触轮接负极，所用砂带进行特殊开孔处理，开孔砂带厚度使工件和接触轮构成电解间隙，并和工件保持一定压力。当电解液进入间隙时，工件阳极表面金属发生电化学反应，即阳极溶解，并在阳极表面形成氧化膜，砂带磨削的作用就是去除氧化膜，使工件重新活化，进一步电解，达到磨削效果；二是磨头与阴极分离，设置专门的阴极，其中砂带不用开孔，电解加工间隙易于调整，原理则和第一种方法相同。

现有电解砂带磨削所用砂带基材主要有纸、布及无纺布等，基材弹性较差；所用结合剂主要有环氧树脂、酚醛树脂等，合成树脂结合剂不具备导电特性；所用砂带磨料有锆刚玉、碳化硅、金刚石等，将磨料植入基材和底胶树脂中，做成单层结构。现有电解砂带磨削是工件为阳极，电解过程中工件发生阳极溶解，砂带的作用仅仅是磨削去除工件表面生成的氧化膜，从而达到磨削加工的效果，在磨削过程中部分切屑会存留于磨粒间隙中，会降低磨削效率和表面质量。

发明内容

本发明提供一种基于电解修形弹性导电砂带的复杂曲面自适应磨抛机床，目的是将复杂曲面自适应磨抛技术与电解技术结合起来，通过电解砂带，防止磨削过程中砂带的堵塞，保证磨粒暴露均匀、锐利，持续高效率磨削，减少工具磨损，以保证加工效率和加工质量。

本发明采取的技术方案是：旋转工作台固定在三维工作台的XY平面上，导电砂带自适应磨抛工具系统安装在三维工作台的Z方向上，电解脉冲电源的正极接线与导电砂带自适应磨抛工具系统的正极接线张紧轮的轴承衬套连接，负极接线与阴极调距装置的阴极金属片连接，电解液泵站与喷头连接；

所述导电砂带自适应磨抛工具系统包括弹性导电砂带、工具板、驱动电机、驱动轮、左张紧轮、工具头、正极接线张紧轮、下张紧轮、上张紧轮、喷头、阴极调距装置、漏斗箱；其中正极接线张紧轮、下张紧轮、上张紧轮分别安装在固结于工具板上的张紧轮轴上，且滚动配合；驱动轮与工具板连接的驱动轮轴前端固定连接，驱动电机与驱动轮轴的后端固定连接；工具头的单元控制器通过轮轴与工具板固定连接；弹性导电砂带内侧由驱动轮、正极接线张紧轮、下张紧轮、上张紧轮、工具头支撑；带喷头架的喷头与工具板固定连接，喷头上端与进液管连接、下端处于导电砂带与阴极调距装置前端的阴极金属片之间；阴极调距装置与工具板固定连接，且阴极金属片与弹性导电砂带平行；漏斗箱与工具板固定连接，漏斗箱包容着下张紧轮、喷头下端、阴极调距装置前端和部分弹性导电砂带，漏斗箱下端经出液管与电解液回收槽连接。

所述正极接线张紧轮由滚珠轴承和轴承衬套组成，轴承衬套在张紧轮轴和滚动轴承内圈之间，其中电解脉冲电源的正极接线接在轴承衬套上，轴承衬套与滚珠轴承均导电。

所述阴极调距装置由支撑板、调整块、调节角度旋钮、调节距离旋钮、传动杆和阴极金属片组成，其中支撑板与工具板固定连接，调整块和调节角度旋钮固定在支撑板上；传动杆嵌在调整块的小孔中与调节距离旋钮啮合传动，传动杆与调整块间隙配合，与调节距离旋钮啮合。

本发明提出的上述电解砂带修形磨抛与现有电解砂带磨削的不同之处体现在以下两个方面：