CN87106421A - 放电机械磨削联合加工方法及设备 - Google Patents

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Abstract

一种用放电和机械磨削联合加工金属工件的方法及设备。该方法主要是在工具磨轮和工件通过一定的直流电，并在保持一定间隙下放电去除工件的金属而实现加工。利用本发明的方法设计的组合机床主要包括一台普通磨床，一个提供放电的直流电源，一个电机驱动的工具磨轮、电气控制柜、工作液循环系统等组成。其中工作台或装夹工件的卡盘接正极，工具磨轮接负极，二者须与床体绝缘。本发明的方法及设备对加工高硬、高韧、高强度、高脆金属材料具有极高的生产率，在金属材料加工的领域里有广泛的应用前景。

Description

一种用放电磨削和机械磨削组合在一起加工金属材料的方法和设备。
目前对金属材料的加工，除机械切除方法外，还有利用电能、化学能、光能等来去除金属的特种加工方法。对于前者，在一般情况下加工高硬、高韧、高强度、高脆等金属材料是有困难的。而使用后者所述的方法虽可以加工，但生产率较低。
本发明提出一种用放电磨削和机械磨削组合在对金属材料进行加工的方法及其设备。经查未发现这种加工方法和设备的技术文件。该发明的目的主要是为了适应高硬度、高强度、高韧（粘性）、耐高温、高脆等特殊金属材料的加工，并且是粗、精加工联合在同一工序内完成，其中放电磨削为高生产率的粗加工。
本发明所述的方法是：将放电磨削和机械磨削组合在一起对工件进行加工。其中放电磨削加工为粗加工，此时工件接直流电的正极，工具磨轮接负极，工件和工具磨轮间淋以工作液并保持一定间隙，磨轮和工件各依选定的速度相对旋转，在电压10V～50V和电流100A～1500A的条件下放电去除金属而完成对迥转或平面工件的加工。当放电磨削将工件加工到既定尺寸要求时，切断直流电源～～退出工具磨轮，而后引进砂轮进行机械磨削的精加工。
按着上述发明的方法设计了一种组合设备。该设备主要包括一台普通的机械式磨床。一个提供放电磨削加工的直流电源装置，一个接入负极的工具磨轮及电控制柜、工作液等。其中直流电源为硬外特性三相半波整流电源，工作电压在10V～50V间，电流为100A～1500A。工具磨轮由碳钢制成，其轮缘上开有斜槽，其个数不少于20个。磨轮的直径由加工时所需的线速度设计。磨轮经由电刷装置接入直流电源的负极，磨轮与床体之间用非导电材料以绝缘。磨轮的动力可由电机供给，磨轮的进、退可由动力头式装置实现。工作液循环系统主要由泵、过滤咀、管路、喷咀等组成。其工作液主要为1%的碳酸钠水溶液。这种水溶液既可作放电磨削时的工作液，又可作砂轮磨削时冷却用。磨床上用来装夹工件的卡盘或工作台经电刷机构与电源正极相接，卡盘或工作台与床体间须用非导电材料绝缘。
用上述方法制成的组合设备，可以是加工迥转面的外园或内孔的粗精组合机床，也可是加工平面的粗、精组合机床，还可以是由直流电源、电机驱动的工具磨轮和动力头及床体、工作液等单独组成的放电磨削机床。
上述发明方法及设备可以加工高硬、高强度、高韧性、高脆的特殊材料，且生产率较高。试验表明，放电磨削每分钟去除金属的量可达20～210克。远超过电火花电解磨削以及机械加工的生产率数倍，甚至数十倍。例如，以加工（修复）轧顶为例，工件无须加热即可加工，每去除一公斤金属仅耗电2～3瓩/小时。加工后工作的表面光洁度可达V2～V5，尺寸精度可控制±0.05mm以内。另外经此放电磨削加工后工件表面硬度不改变，也不影响工件的机械性能。所以，该设备具有高生产率和能加工“四高”材料的突出特点，其次是能耗低，安全可靠，操作方便等。这种加工方法和按此方法制造的设备在金属材料加工领域里有着广泛的应用前景。
本发明提供如附图（1）是放电机械磨削组合加工设备的结构示意图，其中
1.床体
2.装夹工件的卡盘
3.绝缘材料
4.电气控制柜
5.驱动电机
6.绝缘材料
7.电刷装置
8.工具磨轮
9.砂轮
10.工作液循环系统
附图（2）是提供放电磨削直流电源的原理图，其中
RD1-3溶断器
LJ1-3电流断电器
LH1-2电流互感器
ZB主变电压器
C1-6电容
CZ硅元件
R1-6电阻
A电流表
V电压表

Claims (7)

1、一种用放电磨削和机械磨削联合加工金属材料的方法，其特征是将放电磨削和机械磨削方法组合在一起对工件进行加工，放电磨削时工件通过装夹机构接入直流电源的正极，工具磨轮接负极，工件和工具磨轮间淋以工作液并保持一定间隙，在电压10V～50V和电流100A～1500A的条件下放电去除金属完成对迥转或平面工件的粗加工，此工步结束后切断电源，进行机械(砂轮)磨削(精加工)。
2、一种实现权利要求1所述的加工方法的设备，主要有一台普通磨床，一个提供放电磨削加工的直流电源，一个电机驱动的工具磨轮，电气控制柜及工作液循环系统组成，其特征在于放电磨削装置与普通磨床同时组合成一台设备，其中装夹工件的卡盘或工作台接直流电源的正极，工具磨轮接负极，二者必须与床体绝缘。
3、按权利要求2所述的设备，其特征是直流电源为一硬外特征三相半波整源电源，其电压为10V～50V。电流为100A～1500A。
4、按权利要求2、3所述的设备，其特征是工具磨轮经由电刷机构与直流电源的负极相接，其轮缘上开有不少于20个的斜槽，其材料是碳钢的，且磨轮与床体间用非导电材料绝缘。
5、按权利要求2、3所述的设备，其特征在于装夹工件的卡盘或工作台经由电刷机构与直流电源的正极相接，卡盘或工作台与床体间用非导电材料绝缘。
6、按权利要求2所述的设备，其特征是工作液循环系统主要有泵、过滤器、管路、喷咀等组成，其中工作液主要为1%的碳酸钠水溶液。
7、按权利要求2至6所述的设备，其特征在于由直流电源、电机驱动的工具磨轮、电气控制柜、工作液循环系统及床体等可单独构成一台放电磨削机床。
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Cited By (7)

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