CN1441714A - 接触－放电整形/修整方法及其设备 - Google Patents

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Abstract

一种接触－放电整形/修整方法及其设备，能简单地实施超级磨料天然磨石，特别是具有金属粘合剂的超级磨料天然磨石的整形/修整。该接触－放电整形/修整方法包括步骤：使旋转的导电天然磨石(101)与一对电极接触，将DC电压或脉冲电压施加于该电极对，以及通过当断开/闭合一电路时产生的接触放电使导电天然磨石(101)经受间歇性整形/修整，该电路包括正电极、电极基片、天然磨石粘合剂、电极基片、负电极，由绝缘层绝缘的双环旋转电极的侧面的一部分用作一对电极。

Description

接触-放电整形/修整方法及其设备
技术领域
本发明涉及用于通过使用双环旋转电极接触-放电整形/修整的方法和设备。
背景技术
超级磨料天然磨石(superabrasive grindstone)与常规天然磨石相比具有低磨耗，并且适用于高精度成形工件。另一方面，因为其难以整形/修整，目前超级磨料天然磨石没有得到广泛使用。
在超级磨料天然磨石外，相对于使用金属等等作为粘合剂的导电天然磨石，应用诸如放电整形/修整或电解修整的技术(见The Journalof The Society of Grinding Engineers，Vol.39，No.5,1995，SEP，pp.21-22以及pp.25-26)。然而，任何常规方法都是在液体中执行的方法，并且不适用于在铸模制造工业中盛行的干式研磨机。上述方法不是简单的，因为需要使用电刷为天然磨石的主轴提供动力。
相反，有一种接触-放电整形/修整方法，其中将电压提供给具有夹在其间的绝缘天然磨石的电极对，其中该电极通过导电天然磨石研磨，并且其中利用在该时间发生的接触-放电现象(见The Journal ofThe Society of Grinding Engineers，Vol.39，NO.5,1995,SEP，P.24)。该方法很简单，因为它不需要使用电刷来向天然磨石的主轴提供动力。
然而，在这些常规接触-放电整形/修整方法中，因为在保持天然磨石的切割深度相对于电极以及电极的馈送速度为常量的同时电极被研磨，因此不能获得稳定的接触-放电现象，并且在某些情况下，已经出现在天然磨石工作面的圆周上发生周期性的不规律性的问题(见1990，The proceeding of The Japan Society for PrecisionEngineering，Sping Conference，PP.933-934)。同时，由于电极基本以机械方法被研磨，从而加重了电极磨耗。另外，这种接触-放电整形/修整方法不能应用于非导电性的天然磨石。
有几种其他的整形/修整方法，其中通过机械地削掉粘合剂(这通常是除金属以外的粘合剂)、使用常规的旋转的天然磨石使磨料减少(见The Journal of The Society of Grinding Engineers，Vol.39，No.5，1995，SEP，pp.8-11)。
然而，当应用于干式研磨时，任何方法均导致由于大量飘扬的磨料(flying abrasive)负面地影响机械工具和人体寿命的问题。而且，由于根据这些方法的整形/修整依赖机械力，因此产生了当试图产生明显的V形边缘形状时，该边缘碎裂(chipped)的问题。
在上述任何一个整形/修整方法中，没有采用测量以便在实施整形/修整的同时监视天然磨石的圆度。因此，不可能连续和自动地执行从粗整形/修整状态到精整形/修整状态的整形/修整状态的转变。另外，不可能在实施整形/修整的同时确定整形/修整将在什么时间点上结束。
另外，在上述任何整形/修整方法中，未采用测量以便在实施整形/修整的同时监视由于整形而导致的天然磨石半径的减小量。因此，在整形/修整过程中，不可能在执行工作的同时较正刀具路径。
发明内容
如上所述，任何常规的整形/修整方法含有各种问题。
鉴于这种情形，本发明的目的是提供一种接触-放电整形/修整方法以及用于该方法的一种设备，该设备能非常简单地执行超硬磨料天然磨石，特别是具有金属粘合剂的超硬磨料天然磨石的整形/修整。
为实现上述目的，本发明提供：
[1]一种接触-放电整形/修整方法，包括步骤：使旋转的导电整形/修整过的天然磨石与一对电极接触，其中将DC电压或脉冲电压施加于该电极对，以及通过当断开/闭合一电路时产生的接触-放电使导电整形/修整过的天然磨石经受间歇整形/修整，该电路包括正电极、电极基片(electrode chip)、天然磨石粘合剂、电极基片以及负电极，由绝缘体绝缘的双环旋转电极的侧面的一部分被用作一对电极。
[2]一种接触-放电整形/修整方法，包括步骤：使旋转的非导电整形/修整过的天然磨石与一对电极接触，其中将DC电压或脉冲电压施加于该电极对，以及通过当断开/闭合一电路时产生的接触-放电使非导电整形/修整过的天然磨石经受间歇性整形/修整，该电路包括正电极、电极基片以及负电极，由具有几百μm或更小的厚度的绝缘体绝缘的双环旋转电极的侧面的一部分用作一对电极。
[3]一种接触-放电整形/修整设备，其中使旋转的导电整形/修整过的天然磨石与一对电极接触，将DC电压或脉冲电压施加于该电极，其中通过当断开/闭合一电路时产生的接触-放电使导电整形/修整过的天然磨石经受间歇性整形/修整，该电路包括正电极、电极基片、天然磨石粘合剂、电极基片以及负电极，包括由一绝缘体绝缘的双环旋转电极的接触-放电整形/修整设备，以及包括该双环旋转电极的侧面的一部分的一对电极。
[4]一种接触-放电整形/修整设备，其中使旋转的非导电整形/修整过的天然磨石与一对电极接触，将DC电压或脉冲电压施加于该电极，其中通过当断开/闭合一电路时产生的接触-放电使非导电整形/修整过的天然磨石经受间歇性整形/修整，该电路包括正电极、电极基片以及负电极，包括由具有几百μm或更小的厚度的一绝缘体绝缘的双环旋转电极的接触-放电整形/修整设备，以及包括该双环旋转电极的侧面的一部分的一对电极。
[5]如在[3]或[4]中所述的接触-放电整形/修整设备，还包括用于在其旋转轴向驱动该双环旋转电极的驱动装置。
[6]如在[3]、[4]或[5]中所述的接触-放电整形/修整设备，还包括能在具有相互不同的直径的双环旋转电极间施加电压的结构。
[7]如在[1]或[2]中所述的接触-放电整形/修整方法，其中所述接触-放电是在液体、薄雾或大气的环境中执行的。
[8]如在[1]或[2]中所述的接触-放电整形/修整方法，其中，为了去掉双环旋转电极的侧面的初始旋转偏差，在不在电极间施加电压的情况下由整形/修整过的天然磨石对电极的侧面进行研磨后，以施加于电极之间的电压开始整形/修整。
[9]一种接触-放电整形/修整方法，包括步骤：使用在[3]、[4]或[5]中所述的设备，通过在电极的旋转轴和整形/修整过的天然磨石的旋转轴间形成一预定角度的情况下在电极的旋转轴方向为该电极提供馈送，从而获得天然磨石的边缘的预定形状。
[10]一种接触-放电整形/修整方法，包括步骤：使用在[3]、[4]或[5]中所述的设备，在具有交叉运动机构和旋转机构的数字控制滑台上布置用于双环旋转电极的驱动设备，从而执行高精度形式的整形/修整。
[11]一种接触-放电整形/修整方法，包括步骤：使用在[3]、[4]或[5]中所述的设备，将接触-放电电流限定电阻器和验电器插入在该设备的电源电路一侧以便与该电极对串联，由此数字地控制在电极旋转轴方向的该双环旋转电极的馈送速度，以便当接触-放电电流取峰值Ip时电极间的功耗最大，即，以便峰值电流值Ip变成Ip＝E/(2R)，其中电源电压为E，串联电阻器为R。
[12]如在[11]中所述的接触-放电整形/修整方法，其中以整形/修整过的天然磨石的一个或多个转数的周期获得验电器的输出的平均值Im以及峰值Ip，以及其中执行整形/修整同时基于Im/Ip的值估计整形/修整过的天然磨石的圆度。
[13]如在[12]中所述的接触-放电整形/修整方法，其中基于估计的整形/修整过的天然磨石的圆度，通过数字控制或自动控制来自动调整接触-放电功耗E·Ip/2的大小，从而执行高精度整形/修整。
[14]如在[12]中所述的接触-放电整形/修整方法，其中当估计的整形/修整过的天然磨石的圆度变成预定值或更小时，自动结束整形/修整。
[15]如在[11]中所述的接触-放电整形/修整方法，其中，为更稳定地执行控制，在DC电压和脉冲电压间自动切换施加于双环旋转电极的电压类型。
[16]一种接触-放电整形/修整方法，包括步骤：在[3]、[4]或[5]所述的接触-放电整形/修整设备中电极的侧面端上设置用于测量电极的侧面位置的位移传感器，从而在执行整形/修整的同时测量整形量。
[17]如在[3]、[4]或[5]中所述的接触-放电整形/修整设备，还包括用于测量电极的侧面位置的位移传感器，该位移传感器设置在电极的侧面端。
[18]如在[16]中所述的接触-放电整形/修整方法，其中将该接触-放电整形/修整方法应用于正在进行的整形/修整，从而执行该方法，同时基于整形量较正刀具路径。
[19]如在[1]或[2]中所述的接触-放电整形/修整方法，其中将天然磨石设置在双环旋转电极中，并且对每次放电去掉粘附到整形/修整过的天然磨石的电极材料的胶粘体。
[20]如在[1]或[2]中所述的接触-放电整形/修整方法，其中将天然磨石设置在双环旋转电极外，并且对每次放电去掉粘附到整形/修整过的天然磨石的电极材料的胶粘体。
[21]如在[3]或[4]中所述的接触-放电整形/修整设备，还包括设置在双环旋转电极中的天然磨石。
[22]如在[3]或[4]中所述的接触-放电整形/修整设备，还包括设置在双环旋转电极外的天然磨石。
附图说明
图1示出根据本发明的接触-放电整形/修整设备的一个实施例的结构图；
图2是根据本发明的接触-放电整形/修整设备的控制设备的一个实施例的框图；
图3是根据本发明的接触-放电整形/修整方法的一个实施例的说明图；
图4是表示在图3中的部分A以解释其整形/修整装置的放大图(部分1)；
图5是表示在图3中的部分A以解释其整形/修整装置的放大图(部分2)；
图6是根据本发明，表示具有电极馈送装置的接触-放电整形/修整设备的一个实施例的主要部分的结构图；
图7是根据本发明的接触-放电整形/修整设备的电源装置的实施例的结构图；
图8是表示具有不同于图7中所示的接触-放电整形/修整设备的直径的双环旋转电极的一个例子的剖视图；
图9A至9C是不同类型的接触-放电整形/修整方法的说明图；
图10是表示根据本发明，用于消除在电极的侧面上的旋转偏差的本发明的方法的实施例；
图11是表示用于获得V型天然磨石边缘形状的本发明的接触-放电整形/修整方法的实施例；
图12是表示本发明的接触-放电整形/修整设备的实施例的结构图，其中将用于双环旋转电极的驱动设备设置在数控滑台上，该滑台具有交叉运动机构和旋转机构；
图13A和13B是用于控制在其旋转轴方向上双环电极的馈送速度的本发明的方法的实施例的说明图；
图14A和14B是用于估计天然磨石的圆度的本发明的方法的实施例的说明图；
图15是基于天然磨石的圆度，通过数字控制或自动控制，用于自动调整接触-放电功耗E·Ip/2的大小的本发明的方法的实施例的说明图；
图16是当天然磨石的圆度的估计值变为预定值时，用于自动结束接触-放电整形/修整的本发明的方法的实施例的说明图；
图17是用于自动在DC电压和脉冲电压间切换施加于双环旋转电极的电压类型，以便更稳定地执行控制的本发明的方法的实施例的说明图；
图18是用于在执行接触-放电整形/修整的同时测量整形量的本发明的方法的实施例的说明图；
图19是表示用于执行图18所示的整形/修整的方法的变型的视图；
图20是应用于正在进行的整形/修整并且同时基于整形量较正刀具路径的根据本发明的接触-放电整形/修整方法的实施例的说明图；
图21是表示根据本发明的整形/修整设备的实施例，该设备具有在其中设置的常规天然磨石(非导电天然磨石)的双环旋转电极；
图22是表示根据本发明的整形/修整设备的实施例，该设备具有在将天然磨石(非导电天然磨石)设置在其外的双环旋转电极。
具体实施方式
在下文中，将参考附图来描述本发明的实施例。
图1是表示根据本发明的接触-放电整形/修整设备的实施例的结构图。这是一个例子，其中将双环旋转电极型接触-放电整形/修整设备系统应用到用于轮廓研磨(profile grinding)的天然磨石的边缘整形。为便于理解图形，在图1中，用于轮廓研磨的天然磨石的旋转轴以及双环旋转电极的旋转轴被描绘成相互垂直。实际上，在这些轴间形成30°的角度，以便使用于轮廓研磨的天然磨石的边缘形成为具有30°角度的V形。
在图1中，参考数字1表示用于轮廓研磨的天然磨石(整形/修整过的天然磨石)，参考数字2表示基座，参考数字3表示前盖，参考数字4表示O环，参考数字5表示O环压盖，参考数字6表示后盖，参考数字7表示连接器，参考数字8表示盖，参考数字9表示手柄，参考数字10表示前限制器，参考数字11表示后限制器，参考数字12表示电动机支架，参考数字13表示步进电动机，参考数字14表示联轴器，参考数字15表示滚珠丝杆，参考数字16表示滚珠丝杆支撑单元，参考数字17表示螺母，参考数字18表示螺母支架，参考数字19表示主轴滑台，参考数字20表示线性导轨，参考数字21表示线性导向滑块，参考数字22表示电动机支架，参考数字23表示DC电动机，参考数字24表示联轴器，参考数字25表示主轴，参考数字26表示主轴支撑单元，参考数字27表示主轴辅助支撑单元，参考数字28表示机械锁，参考数字29表示电极夹，参考数字30表示绝缘层，参考数字31表示双环旋转电极的外环，参考数字32表示双环旋转电极的绝缘层，参考数字33表示双环旋转电极的内环，参考数字34和35表示电源电刷，参考数字36表示电源电刷支架，参考数字37表示位移传感器。
首先，参考图1描述双环旋转电极型接触-放电整形/修整设备的结构。
将滚珠丝杆支撑单元16固定到基座2，从而支撑具有1mm螺距的滚珠丝杆15。将滚珠丝杆15的一端通过联轴器14连接到步进电动机13的旋转轴，并以0.1°的步进角驱动其旋转。在这里，将步进电动机13通过电动机支架12固定到基座2。
螺母17与滚珠丝杆15啮合并通过步进电动机13的旋转沿旋转轴方向馈送。将螺母支架18固定到螺母17上，并且当螺母支架18压前限制器10或后限制器11的开关时，步进电动机停止。
将沿电极的旋转轴方向延伸的两个线性导轨20以彼此并联的方式固定到基座2上。将两个线性导向滑块21安装在每个线性导轨20上。将主轴滑台19固定到线性导向滑块21和螺母支架18上，并在电极的旋转轴方向由步进电动机13驱动。
由固定到滑台的主轴支撑单元26和主轴辅助支撑单元27支撑主轴25，并且将其一端连接到用于通过耦合24旋转地驱动该主轴25的DC电动器23上。在这里，使用电动机支架22将DC电动机23固定主轴滑台19上。
以碳(或铜)用作为双环旋转电极的外环31和内环33的电极材料，以及以环氧树脂用作为双环旋转电极的用于使内环和外环绝缘的绝缘层32。在这里，将绝缘层的厚度设置成约500μm。通过绝缘层30使双环旋转电极和电极夹29相互粘合，该绝缘层30包括具有高绝缘属性的热塑性树脂。通过机械锁28将包括双环旋转电极外环31、双环旋转电极内环33、双环旋转电极绝缘层32以及电极夹29的双环旋转电极固定到主轴25上。
弹簧承载电源电刷34和35与双环旋转电极的外环31和内环33接触，从而实现供电。通过固定到主轴滑台19上的电木制成的电源电刷支架36支承这些电源电刷34和35。该实施例不是采用根据权利要求6的本发明的电源方法的实施例。
将位移传感器37设置在磨床或基座2上，并且通过测量电极侧面的位置来监视用于轮廓研磨的天然磨石的边缘部分。
图2是根据本发明，接触-放电整形/修整设备的控制设备的实施例的框图。
在图2中，参考数字38表示放电电流限流电阻器，参考数字39表示通路验电器，参考数字40表示数字数据处理器，参考数字41表示数字输入设备，参考数字42表示数字输出设备，参考数字43表示A/D转换器，参考数字44表示D/A转换器，参考数字45表示峰值检测电路，参考数字46表示低通滤波器，参考数字47表示V/F转换器，参考数字48表示开关电路，参考数字49表示Y形继电器，参考数字50表示功率放大电路，参考数字51表示步进电机驱动器，参考数字52和53表示模拟开关，参考数字54表示DC电机驱动器，参考数字55表示手动操作设备，参考数字56表示放大器。
现在参考图2描述控制设备。
为了进行控制，使用包括数字输入和输出设备41和42、A/D转换器43以及D/A转换器44的数字数据处理器40。
作为用于放电电路的电源，使用在功率操作放大器中的功率放大器电路50，并且通过来自数字数据处理器40的指令设置电源的输出电压。这使得从粗整形状态到精整形状态连续改变整形状态是可能的。在这里，为了安全起见，使功率放大器电路50的输出与商用电源和地隔离。
将功率放大器电路50的正电极直接连接到电源电刷35。另一方面，将该电源放大器电路50的负电极连接到可由来自数字数据处理器40的指令改变的Y型继电器49，并且在Y型继电器49处执行DC电压和脉冲电压间的切换。当选择脉冲电压时，输出经过包括电场效应晶体管的开关电路48，然后通过通路验电器39和放电电流限流电阻器38连接到电源电刷34。另一方面，当选择DC电压时，输出不通过开关电路48。在这里，可通过来自数字数据处理器40的指示，通过使用V/F转换器(电压-频率转换器)47来设置开关电路48的开关频率。
将来自通路验电器39的输出分成三条路径并由数字数据处理器40吸收。第一路径是用于直接吸收输出的一个路径。第二路径是用于在经过峰值检测电路45后吸收输出的一个路径。从第二路径的信号电压获得接触-放电电流的峰值Ip(这与根据权利要求11、12或13的本发明相对应)。一旦接收到来自数字数据处理器40的指令，峰值检测电路45复位到天然磨石的一个或多个转数的周期。第三路径是在通过低通滤波器46后吸收输出的一个路径。从该第三路径的信号电压获得接触-放电电流的平均值Im(这与根据权利要求12的本发明对应)。
响应来自通路验电器39的输出驱动步进电动机13。具体地说，数字地控制步进电动机13的旋转速度和旋转方向以便当接触-放电电流采用峰值Ip时电极间的功耗变为最大(这与根据权利要求11的本发明相对应)。即，从而上述峰值电流值Ip变成Ip＝E/(2R)，其中电源电压为E。同样，当压住前限制器10或后限制器11时，通过模拟开关52或53关闭至步进电机驱动器51的输入脉冲。也将来自前限制器10和后限制器11的输出信号发送到数字数据处理器40。
在手动操作设备55中人工执行启动和停止指令、旋转方向的切换以及旋转速度的调整。仅将当在DC电动机23中发生某些异常的情况时发出的报警输出信号的信号线连接到数字数据处理器40，以便能采取紧急措施。
在由放大器56放大后，将位移传感器37的输出被吸收入数字数据传感器40中并且用于监视用于轮廓研磨的天然磨石1的边缘位置(见图1)。
图3是根据本发明，接触-放电整形/修整方法的实施例的说明图，图4和5是表示图3中部分A的放大图以便解释其整形/修整机构。
例如，如图4所示，使用包括电极内环202、绝缘层203、以及电极外环204的双环旋转电极201。将DC电压或脉冲电压施加于电极内环202和电极外环204之间，从而旋转该双环旋转电极201。当在其旋转轴方向馈送双环旋转电极201，并且其侧面与导电天然磨石接触时，在包括电极外环204、电极基片220、导电粘合剂102、电极基片221以及电极内环202的电路中于电极基片220和221部分处产生接触-放电。由于上述接触-放电产生的热熔化导电粘合剂102，以便磨料103减小。在图4所示的整形设备中，绝缘层203可具有几百μm或更大的厚度。
相反，如图5所示，如果将双环旋转电极201的绝缘层212的厚度设置为几百μm或更小，也可将本接触-放电整形/修整方法应用到非导电天然磨石110的整形上。在这种情况下，当双环旋转电极201的侧面与非导电天然磨石110接触时，在包括电极外环213、电极基片222以及电极内环211的电路中于电极基片222部分处产生接触-放电。由于上述接触-放电产生的热熔化非导电粘合剂111，以便磨料112减少。用这种方式，降低了电极间的绝缘层的厚度，也允许相对于非导电天然磨石进行整形/修整。
这些方法很简单，因为它们不需要利用电刷在整形/修整过的天然磨石100的主轴上提供功率。另外，这些方法也允许在干式磨削状态下执行整形/修整。
接触-放电中放电功率的控制执行如下。如图3中所示，将放电限流电阻器R和通路验电器A放入在电源侧，以便与电极对串联。在该电路中，当电流值I＝E/(2R)时，相对于电源电压E，接触-放电功率变成最大。当在整形过的表面上有偏差时，在天然磨石100的旋转周期电流I改变。然而，如果控制在其旋转轴方向电极的馈送速度V以便电流值I的最大值Ip变成Ip＝E/(2R)时，有可能有效地去除最大部分的偏差。在这里，参考数字105表示DC或脉冲电源。
图6是表示根据本发明具有电极馈送装置的接触-放电整形/修整设备的实施例的主要部分的结构图。
如图6所示，将本接触-放电整形/修整设备构造成通过电极馈送装置120在其旋转轴方向馈送双环旋转电极201。在这里，参考数字100表示天然磨石，参考数字105表示DC或脉冲电源。
图7是表示根据本发明的接触-放电整形/修整设备的电源装置的实施例的结构图。
在图7中，参考数字121表示双环旋转电极201的旋转主轴，参考数字122表示固定到上述旋转主轴121上的导电环，参考数字123表示绝缘层，参考数字124表示电极法兰盘，参考数字125表示垫圈，参考数字126表示用于使旋转主轴121和电极内环202电气上互连的电极固定螺栓，参考数字127表示用于使电极外环204和电极法兰盘电气上互连的电源弹簧，每个参考数字128和129表示电源电刷。
用这种方法，通过电源电刷128、导电环122、旋转主轴121、电极固定螺栓126以及垫圈125将电源提供给电极内环202，并通过电源电刷129、电极法兰盘124以及电源弹簧127将电源提供给电极外环204。
图8是表示具有不同于如图7所示的接触-放电整形/修整设备的双环旋转电极的直径的双环旋转电极的例子的剖视图。
如图8所示，在该实施例中，提供具有更小直径的双环旋转电极201′。
图9A至9C是根据本发明的不同类型接触-放电整形/修整方法的说明图。在图9A至9C中，分别示出了在液体、薄雾和空气的环境中执行接触-放电操作。在图9A至9C中，用相同的参考数字表示与图3中相同的部件，不再赘述。
具体地，如图9A所示，当在液体中执行接触-放电操作时，在接触-放电位置设置一个用于提供液体的喷嘴301，并且使得在提供液体302的同时产生接触-放电。
具体地，如图9B所示，当在薄雾中执行接触-放电操作时，在接触-放电位置设着用于提供薄雾的喷嘴303，并且使得提供薄雾304的同时产生接触-放电。
当然，如图9C所示，可在空气中执行接触-放电操作而不提供任何物质。
图10表示用于去除电极侧面上的旋转偏差的本发明的方法的实施例。
如图10所示，为去除电极201侧面上的初始旋转偏差，断开开关107，并且于不在电极的内环和外环间施加电压的情况下通过整形/修整过的天然磨石100研磨电极的侧面。此后，在电极的内环和外环间施加电压的情况下开始整形/修整操作。
图11表示用于获得V形天然磨石边缘形状的本发明的接触-放电整形/修整方法的实施例。
在该实施例中，在双环旋转电极405的旋转主轴406和天然磨石401的旋转轴402间形成预定角度θ的情况下，通过向双环旋转电极405提供其旋转主轴406方向的馈送获得预定边缘形状的天然磨石。
图12是表示本发明的接触-放电整形/修整设备的实施例的结构图，其中在具有交叉运动机构和旋转机构数字控制滑台上设置用于双环旋转电极的驱动装置。
在该实施例中，在具有交叉运动机构和旋转机构的数字控制滑台418上布置用于双环旋转电极415的驱动装置。具体说，当通过使双环旋转电极415与固定到天然磨石旋转轴411上的天然磨石410、用于双环旋转电极415的旋转主轴416的驱动装置接触来执行接触-放电整形/修整时，结果，在具有交叉运动机构和旋转机构的数字控制滑台418上设置整形/修整装置的主体417。这使得执行高精度成形整形/修整成为可能。
图13A和13B是用于数字地控制双环旋转电极在其旋转轴方向的馈送速度数的本发明的方法的实施例的说明图，其中图13A是本系统的结构图，以及图13B是在数字控制下电流的波形图。
在该实施例中，将接触-放电限流电阻器R和验电器A插入在该装置的电源电路侧以便与双环旋转电极201串联，并且由数字控制设备501控制在旋转轴121的方向中双环旋转电极201的馈送速度，以便当接触-放电电流采用峰值Ip时双环旋转电极201间的功耗变为最大，即，以便上述峰值电流值Ip变为Ip＝E/(2R)，其中电源电压是E。
因此，有可能维持接触-放电状态非常稳定，并且抑制在天然磨石的工作面上发生的周期性的不规则性。而且，这降低了以机械方式无益地磨光的电极部分的比率，从而减小电极的消耗，这使得将工作环境保持在于净状态。
图14A和14B是用于估计天然磨石的圆度的本发明的方法的实施例的说明图，其中图14A是本系统的结构图，以及图14B是在数字控制下电流的波形图。
在该实施例中，以天然磨石的一个或多个转数的周期获得验电器A的输出的平均值Im和峰值Ip，并且在基于Im/Ip值估计天然磨石的圆度的同时执行整形/修整。即，基于Im/Ip值，提供用于估计天然磨石的圆度的圆度估计设备602。如图14B所示，Im/Ip值越大，天然磨石的圆度越高。在这里，参考数字601表示用于数字控制电极馈送速度以便电流I的峰值Ip变成Ip＝E/(2R)的数字控制设备。
如上所述，以天然磨石的一个或多个转数的周期测量验电器A的输出的平均值Im和峰值Ip，以便在基于Im/Ip值估计天然磨石的圆度的同时执行整形/修整。因此，有可能使从粗整形/修整状态到精整形/修整状态的整形/修整状态的连续转换、以及确定关于在什么时间点将结束整形/修整自动化。
图15是基于天然磨石的圆度，通过数字控制或自动控制，用于自动调节接触-放电功耗E·Ip/2的大小的本发明的方法的实施例的说明图。
在该实施例中，提供一种基于验电器A的输出的平均值Im和峰值Ip，自动调整接触-放电功耗E·Ip/2的接触-放电功率自动调整设备610，以及基于估计的天然磨石的圆度值，通过以数字控制或自动控制自动地调整接触-放电功耗E·Ip/2的大小来执行高精度整形/修整。
图16是当天然磨石的圆度的估计值变为预定值时，用于自动结束接触-放电整形/修整的本发明的方法的实施例的说明图。
在该实施例中，提供一种当天然磨石的圆度的估计值变为预定值时，自动执行接触-放电整形/修整的结束处理的自动结束处理装置620，从而当天然磨石的圆度变成满意值时能自动结束整形/修整。
图17是用于在DC电压和脉冲电压间自动切换用于双环旋转电极的电压类型以便更稳定地执行控制的本发明的方法的实施例的说明图。
在该实施例中，提供一种能在DC电压和脉冲电压间自动切换施加于双环旋转电极的电压类型以便更稳定地执行控制的自动切换装置630。
图18是用于在测量整形量的同时执行接触-放电整形/修整的本发明的方法的实施例的说明图。
在该实施例中，在电极侧面端上设置用于测量电极侧面的位置的位移传感器37，并且在测量整形量的同时执行整形/修整。
如图19所示，可在整形装置的主体701上设置位移传感器37。
用这种方式在电极侧面端上设置用于测量电极的侧面的位置的位移传感器，允许监视接触-放电整形/修整的整形量。当应用到正在进行的整形/修整时，有可能在较正刀具路径的同时执行工作。
图20是应用于在基于整形量较正刀具路径的同时执行的进行中的整形/修整的根据本发明的接触-放电整形/修整方法的实施例的说明图。
在图20中，参考数字801表示用于一旦接收到来自传感器37的输出信号，基于整形量来整形路径的较正装置，参考数字802表示加载有工件803的数字控制滑台。
将该实施例应用到在进行中的整形/修整中并被安排来在基于整形量较正刀具路径的同时执行接触-放电整形/修整。
然而，当用上述方法执行整形/修整时，电极材料粘合到整形/修整过的天然磨石的凸出部分(偏差大的部分)上，因此，有可能发生电极继续后退(retreat)的现象。为解决该问题，具有下述装置是有效的。
图21是表示根据本发明的整形/修整设备的实施例，其具有在其中设置有常规天然磨石(非导电天然磨石)的双环旋转电极。
如图21所示，在双环旋转电极910内设置常规天然磨石(非导电天然磨石)912，该双环旋转电极910包括由双环旋转电极910的旋转主轴911旋转的电极内环913、绝缘层914、以及电极外环915。
利用这些特征，即使作为执行整形/修整的结果电极材料粘合到整形/修整过的天然磨石100的凸出部分(偏差大的部分)，通过设置在双环旋转电极内的常规天然磨石(非导电天然磨石)912能可靠地去除粘合的电极材料。
图22是表示根据本发明的整形/修整设备的实施例，其具有在其外设置了常规天然磨石(非导电天然磨石)的双环旋转电极。
如图22所示，在双环旋转电极920外设置常规的天然磨石(非导电天然磨石)925，该双环旋转电极920包括由双环旋转电极920的旋转主轴921旋转的电极内环922、绝缘层923以及电极外环924。
用这些特征，即使作为执行整形/修整的结果电极材料粘合到整形/修整过的天然磨石100的凸出部分(偏差大的部分)，通过设置在双环旋转电极外的常规天然磨石(非导电天然磨石)912能可靠地去除粘合的电极材料。
本发明并不限于上述实施例。在本发明的实际精神的基础上可做出各种改变，并且这些改变不脱离本发明的范围。
如上详细说明，本发明具有以下效果。
(A)能更容易执行超级磨料天然磨石，特别是具有金属粘合剂的超级磨料天然磨石的整形/修整。
(B)能实现高精度成形工件。
(C)通过干式磨床能执行机载(on-board)的整形/修整。
(D)不管是导电天然磨石还是非导电天然磨石，都可通过相同的装置执行整形/修整。
(E)能获得具有高圆度的天然磨石工作面。
(F)由于电极的低消耗，能实现更大的经济效果，并能保持干净的工作环境。
(G)容易产生明显的V形边缘形状。
(H)实施整形/修整的同时能监视天然磨石的圆度。因此，能提供适用于该时刻的整形/修整条件。
(I)在进行中的整形/修整中，可以在较正刀具路径的同时执行工作。
(J)即使电极材料粘合到作为执行整形/修整结果的整形/修整过的天然磨石的凸出部分(偏差大的部分)，通过设置在双环旋转电极内或外的常规天然磨石(非导电天然磨石)能可靠地去除粘合的电极材料。
根据本发明的接触-放电整形/修整方法及其装置能非常容易实施超级磨料天然磨石，特别是具有金属粘合剂的超级磨料天然磨石的整形/修整。因此，本发明的接触-放电整形/修整设备适用于能以高精度成形生产工件的接触-放电设备。

Claims (22)

1、一种接触-放电整形/修整方法，包括步骤：使旋转的导电整形/修整过的天然磨石与一对电极接触，将DC电压或脉冲电压施加于该电极对，以及通过当断开/闭合一电路时产生的接触放电使所述导电整形/修整过的天然磨石经受间歇整形/修整，该电路包括正电极、电极基片、天然磨石粘合剂、电极基片以及负电极；
其中将由绝缘体绝缘的双环旋转电极的侧面的一部分用作一对电极。
2、一种接触-放电整形/修整方法，包括步骤：使旋转的非导电整形/修整过的天然磨石与一对电极接触，将DC电压或脉冲电压施加于该电极对，以及通过当断开/闭合一电路时产生的接触放电使所述非导电整形/修整过的天然磨石经受间歇性整形/修整，该电路包括正电极、电极基片以及负电极；
其中将由具有几百μm或更小的厚度的绝缘体绝缘的双环旋转电极的侧面的一部分用作一对电极。
3、一种接触-放电整形/修整设备，其中使旋转的导电整形/修整过的天然磨石与一对电极接触，将DC电压或脉冲电压施加于该电极对，以及其中通过当断开/闭合一电路时产生的接触放电使所述导电整形/修整过的天然磨石经受间歇性整形/修整，该电路包括正电极、电极基片、天然磨石粘合剂、电极基片以及负电极，所述接触-放电整形/修整设备包括：
(a)由绝缘体绝缘的双环旋转电极；以及
(b)包括所述双环旋转电极的侧面的一部分的一对电极。
4、一种接触-放电整形/修整设备，其中旋转的非导电整形/修整过的天然磨石与一对电极接触，将DC电压或脉冲电压施加于该电极对，以及其中通过当断开/闭合一电路时产生的接触放电使所述非导电整形/修整过的天然磨石经受间歇性整形/修整，该电路包括正电极、电极基片以及负电极，所述接触-放电整形/修整设备包括：
(a)由具有几百μm或更小厚度的绝缘体绝缘的双环旋转电极；以及
(b)包括所述双环旋转电极的侧面的一部分的一对电极。
5、如权利要求3或4所述的接触-放电整形/修整设备，还包括用于在其旋转轴方向驱动所述双环旋转电极的驱动装置。
6、如权利要求3、4或5中所述的接触-放电整形/修整设备，还包括能在具有相互不同的直径的双环旋转电极之间施加电压的结构。
7、如权利要求1或2中所述的接触-放电整形/修整方法，其中所述接触-放电是在液体、薄雾或大气的环境中执行。
8、如权利要求1或2中所述的接触-放电整形/修整方法，其中，为消除所述双环旋转电极的所述侧面的初始旋转偏差，在由所述整形/修整过的天然磨石于所述电极间不施加电压的情况下研磨所述电极的所述侧面之后，通过在所述电极间施加一电压开始整形/修整。
9、一种接触-放电整形/修整方法，包括步骤：使用如权利要求3、4或5中所述的设备，通过在所述电极的旋转轴和所述整形/修整过的天然磨石旋转轴之间形成预定角度的情况下，在其旋转轴方向向所述电极提供馈送来获得天然磨石的边缘的预定形状。
10、一种接触-放电整形/修整方法，包括步骤：使用权利要求3、4或5中所述的设备，在具有交叉运动机构和旋转机构的数字控制滑台上设置用于所述双环旋转电极的驱动设备，从而执行高精度成形的整形/修整。
11、一种接触-放电整形/修整方法，包括步骤：使用权利要求3、4或5中所述的设备，将一接触-放电电流限定电阻器和一验电器插入在所述设备的电源侧以便与所述电极对串联，由此数字地控制所述双环旋转电极在其旋转轴方向的馈送速度，以便当接触-放电电流采用峰值Ip时所述电极间的功耗变得最大。
12、如权利要求11中所述的接触-放电整形/修整方法，其中以所述整形/修整过的天然磨石的一个或多个转数的周期获得所述验电器的输出的平均值Im以及峰值Ip，以及其中在基于Im/Ip的值估计所述整形/修整过的天然磨石的圆度的同时执行整形/修整。
13、如权利要求12中所述的接触-放电整形/修整方法，其中基于所述估计的所述整形/修整过的天然磨石的圆度，通过数字控制或自动控制来自动调整接触-放电功耗E·Ip/2的大小，从而执行高精度整形/修整。
14、如权利要求12中所述的接触-放电整形/修整方法，其中当估计的所述整形/修整过的天然磨石的圆度变成预定值或更小时，自动结束整形/修整。
15、如权利要求11中所述的接触-放电整形/修整方法，其中，为更稳定地执行控制，在所述DC电压和脉冲电压间自动切换施加于所述双环旋转电极的电压类型。
16、一种接触-放电整形/修整方法，包括步骤：在如权利要求3、4或5所述的接触-放电整形/修整设备中设置用于测量所述电极的侧面位置的位移传感器，该位移传感器设置在所述电极的侧面端上，从而在测量整形量的同时执行整形/修整。
17、如权利要求3、4或5中所述的接触-放电整形/修整设备，还包括用于测量所述电极的侧面位置的位移传感器，所述位移传感器设置在所述电极的侧面端上。
18、如权利要求16中所述的接触-放电整形/修整方法，其中将所述接触-放电整形/修整方法应用到正在进行的整形/修整，从而在基于整形量较正刀具路径的同时执行所述方法。
19、如权利要求1或2中所述的接触-放电整形/修整方法，其中将天然磨石设置在所述双环旋转电极中，以及其中对每次放电去掉粘附到所述整形/修整过的天然磨石上的电极材料胶粘体。
20、如权利要求1或2中所述的接触-放电整形/修整方法，其中将天然磨石设置在所述双环旋转电极外，以及其中对每次放电去掉粘附到所述整形/修整过的天然磨石上的电极材料胶粘体。
21、如权利要求3或4中所述的接触-放电整形/修整设备，还包括设置在所述双环旋转电极中的天然磨石。
22、如权利要求3或4中所述的接触-放电整形/修整设备，还包括设置在所述双环旋转电极外的天然磨石。
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