[发明专利]一种ELID砂轮氧化膜摩擦磨损在线测量、ELID磨削、抛光一体机

说明书

本发明提供一种ELID砂轮氧化膜摩擦系数在线测量、ELID磨削、抛光一体机，属于ELID磨削、摩擦系数测量、超精密抛光技术领域。本设备集成了氧化膜在线测量功能、ELID磨削功能和抛光机的功能，本机能够在测得的参数基础上实时进行ELID磨削实验，同时对被加工件进行抛光处理，避免了多次装夹引入误差等问题。主要包括摩擦系数试验机部分、ELID磨削部分和抛光机部分。该发明将氧化膜实时测量，ELID磨削、抛光集成在一起，使得氧化膜测量与ELID磨削、抛光在一台设备上实现，便于测得的氧化膜参数的实时验证，由于省去了多工位、多次装夹带来的误差，粗精加工集成在一台设备，又能够提高超精密加工精度。

技术领域

本发明属于ELID磨削、摩擦磨损、超精密抛光机技术领域，涉及ELID砂轮氧化膜摩擦磨损在线测量装置以及包括ELID磨削技术同时对材料进行抛光的集ELID砂轮氧化膜在线测量、ELID磨削、抛光于一身的超精密加工设备。

背景技术

摩擦磨损试验的目的是为了对摩擦磨损现象及其本质进行研究，正确地评价各种因素对摩擦磨损性能的影响，从而确定符合使用要求的摩擦副元件的最优参数。摩擦磨损试验研究的内容非常广泛，如探讨摩擦、磨损和润滑机理以及影响摩擦、磨损的诸因素，对新的耐磨、减磨及摩擦材料和润滑剂进行评定等。由于摩擦磨损现象十分复杂，摩擦磨损条件不同，试验方法和装置种类繁多，如何准确地获取摩擦磨损过程中的参数变化成为一个十分重要的研究课题。摩擦磨损试验机是一种对材料及润滑剂在给定的条件下进行摩擦与磨损性能试验的试验机。因而在国内研究中大多通过使用滚子式、切入式、盘销式等摩擦磨损试验机来进行研究。

而当前为了增加砂轮的使用寿命许多机床等设备中都已经加入了ELID技术，它是通过对正在工作的砂轮进行实时修整从而达到增加其使用寿命的目的，ELID磨削技术广泛用于难加工材料的超精密磨削，磨削精度及表面质量远高于传统磨削技术，ELID磨削之所以能够达到很高的磨削精度，与其砂轮表面电解后生成的氧化膜密切相关。该层氧化膜具有吸收振动、隔离砂轮基体、减小磨削深度、辅助抛光磨削表面等一系列作用，使得ELID磨削技术较传统磨削技术更适于超精密磨削，能够达到更高的表面质量。因此进行氧化膜摩擦系数测量也是十分有意义的，对加工精度和表面质量起着十分重要的作用。这便有了本文主要介绍的ELID砂轮氧化膜摩擦磨损在线测量，ELID磨削，抛光一体机。

本设备集成了ELID砂轮氧化膜摩擦磨损在线测量功能、ELID磨削功能和抛光机的功能，本机能够在测得的参数基础上实时进行ELID磨削实验，同时对被加工件进行抛光处理，避免了多次装夹引入误差等问题。

发明内容

在本发明设计的目的是借助在摩擦磨损试验机上加装ELID电极系统，除了常规摩擦磨损实验之外可进行ELID氧化膜摩擦磨损试验，同时增加了ELID磨削功能及抛光机功能。本发明的技术解决方案为：一种ELID砂轮氧化膜摩擦磨损在线测量、ELID磨削，抛光一体机。主要包括摩擦磨损试验机部分、ELID磨削部分和抛光机部分。摩擦磨损试验机如图1，主要包括工作台、固定支架、传感器、杠杆系统、加载系统、转杯、ELID电解系统、驱动系统以及电机，由变频器和三相异步电动机作为动力系统，通过V带和带轮传动，将动力传递到主轴，从而带动连接着主轴的固定着下试件的转杯转动。采用常用的一面两销法把下试件固定于转杯中，从而实现和主轴的同步转动。使下试件与上试件形成摩擦副。转杯上加装ELID电解系统，包括阴极，阳极（砂轮），电源，电解液。加载系统包括托盘、砝码、弧形螺母及上试件组成。托盘杆底端外部有螺纹，可用内部为圆弧形状的特殊螺母对球体上试件进行固定。杠杆系统包括长杆、短杆、垫片。短杆可用12个自攻螺钉固定于后侧工作台上的支架上，且螺钉关于长杆和短杆对称。距离长杆左端处打了一个通的螺纹孔，以便穿过一个螺钉用来触碰传感器，因为螺钉可以在孔中旋转因而可以调节长杆距离传感器的距离长短，从而适应不同的传感器，长杆的右端穿于一个连接套中，他们之间采用过盈配合，从而可以让上下试件之间的摩擦力传到杆上再通过杆传到传感器上，实现ELID电解砂轮氧化膜的摩擦系数，耐磨性在线测量。