一种反应烧结SiC陶瓷磨削过程中的金属基砂轮在线电火花修锐方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及工程陶瓷精密磨削加工领域，具体涉及反应烧结SiC陶瓷镜面精密成形磨削过程中的金属基砂轮修锐方法。
【背景技术】
[0002]随着空间光学技术的发展，SiC陶瓷在反射镜上的应用越来越广泛，尤其是反应烧结SiC陶瓷，其在制作大口径的反射镜上具有其他类型SiC陶瓷无与比拟的优点，如可以实现近净尺寸成形，易于制作较大口径的反射镜。由于反应烧结SiC陶瓷的硬度高，采用金属基砂轮磨削是获得高面形精度反射镜的常用方法，但在磨削过程中砂轮磨粒磨损严重，且磨粒磨损后，砂轮表面金属结合剂很难在磨削过程中去除掉而露出新的磨粒，严重影响了反应烧结SiC陶瓷反射镜的加工效率。因此，研究金属基砂轮的修锐对于反应烧结SiC陶瓷反射镜的加工制造具有重要意义。
[0003]目前，针对金属基砂轮的修锐问题，存在着磨料研磨法、游离磨料喷射修整法、杯形砂轮修整法、金刚石笔修锐法、磨削软钢法、砂带软弹性修整法等传统的机械修锐技术，以及超声波振动修整法、高温高压修整法、激光修整法、电化学修整法、在线电解电火花修整法(ELID)等新型修锐技术。然而，传统修锐技术存在着修锐效率低，修锐成本高，修锐次数频繁和操作环境恶劣等明显的缺点，且只能实现在位修整，因此通常需要中断磨削过程来进行砂轮的修锐，降低了磨削加工效率，尤其是在进行大口径反应烧结SiC陶瓷反射镜的磨削时，中断磨削来进行砂轮的修锐不仅大大增加了加工周期，而且对反应烧结SiC陶瓷反射镜的成形精度和表面加工质量不利。而新型的修锐技术虽然可以实现砂轮的在线修锐，缩短加工周期，但通常需要专用的修锐装置或存在腐蚀性的工作溶液。由于受到使用要求和机床安装空间的限制，实现砂轮在线修锐目的的专用修锐装置通常需要依据特定的机床进行重新的设计和研制，甚至由于安装的要求需要对机床进行改造;而腐蚀性的工作液对机床维护与保养不利，且不符合绿色制造的理念。
【发明内容】
[0004]本发明目的是要解决现有在线修锐方法需要专用修锐装置，安装时需要对机床进行改造，且腐蚀性的工作液对机床维护与保养不利的问题，而提供一种反应烧结SiC陶瓷磨削过程中的金属基砂轮在线电火花修锐方法。
[0005]—种反应烧结SiC陶瓷磨削过程中的金属基砂轮在线电火花修锐方法，具体是以下步骤完成的:利用金属基砂轮和反应烧结SiC陶瓷的导电性，以金属基砂轮和反应烧结SiC陶瓷作为火花放电的两个电极，以脉冲电源作为火花放电的电源，金属基砂轮与脉冲电源的正极连接，反应烧结Si C陶瓷与脉冲电源的负极连接，以乳化溶液作为电火花放电的介质溶液，通过脉冲电源的脉冲电流在介质溶液中的火花放电作用，实现反应烧结SiC陶瓷磨削过程中的金属基砂轮在线电火花修锐。
[0006]本发明与现有技术相比，优点如下:
[0007]一、无需中断磨削过程，克服了传统修锐方法修锐效率低、中断磨削造成的加工效率低和成形精度差的缺点，实现反应烧结SiC陶瓷磨削过程中金属基砂轮的在线修锐，提高反应烧结SiC陶瓷磨削加工效率；
[0008]二、不需要专用的修整装置，只需对金属基砂轮和反应烧结SiC陶瓷工件通电即可，避免了新型修锐技术中针对机床进行的专用修锐装置设计和研制，使得磨削过程中的金属基砂轮的修锐变得简便易行；
[0009]三、在反应烧结SiC陶瓷磨削过程中的电火花放电作用还对反应烧结SiC陶瓷工件材料有去除作用，提高磨削过程中反应烧结SiC陶瓷的材料去除率。
[0010]四、该方法还可用于其它导电或弱导电难加工材料的精密磨削加工中，可获得较高的加工效率和较好的加工表面。
[0011]本发明主要用于反应烧结SiC陶瓷的精密磨削加工。
【附图说明】
[0012]图1是实施例1反应烧结SiC陶瓷磨削过程中的金属基砂轮在线电火花修锐的示意图；
[0013]图2是实施例1反应烧结SiC陶瓷磨削过程中的金属基砂轮在线电火花修锐的原理示意图。
【具体实施方式】
[0014]【具体实施方式】一:本实施方式是一种反应烧结SiC陶瓷磨削过程中的金属基砂轮在线电火花修锐方法，具体是以下步骤完成的:利用金属基砂轮和反应烧结SiC陶瓷的导电性，以金属基砂轮和反应烧结SiC陶瓷作为火花放电的两个电极，以脉冲电源作为火花放电的电源，金属基砂轮与脉冲电源的正极连接，反应烧结SiC陶瓷与脉冲电源的负极连接，以乳化溶液作为电火花放电的介质溶液，通过脉冲电源的脉冲电流在介质溶液中的火花放电作用，实现反应烧结SiC陶瓷磨削过程中的金属基砂轮在线电火花修锐。
[0015]本实施方式所述金属基砂轮的粒度可从微粉级到一般粒度。在反应烧结SiC陶瓷磨削过程中，为减小放电作用同时对反应烧结SiC陶瓷精密磨削加工表面质量的影响，可依据放电参数合理选择金属基砂轮和反应烧结SiC陶瓷的脉冲电源正负极接法。
[0016]【具体实施方式】二:本实施方式与【具体实施方式】一的不同点是:所述的反应烧结SiC陶瓷通过电刷由导线与脉冲电源的负极连接，且所述电刷不受反应烧结SiC陶瓷的运动形式的影响。其他与【具体实施方式】一相同。
[0017]本实施方式的具体安装方法如下:
[0018]将金属基砂轮固定在机床主轴上，金属基砂轮通过碳刷由导线或直接与脉冲电源的正极连接，所述的碳刷安装在金属基砂轮的中心位置处，保证碳刷不受金属基砂轮的运动形式的影响；反应烧结SiC陶瓷装夹在机床工作台上，且反应烧结SiC陶瓷与机床工作台绝缘，再在机床工作台上安装一个电刷支撑装置，反应烧结SiC陶瓷通过电刷由导线或直接与脉冲电源的负极连接，且所述电刷不受反应烧结SiC陶瓷的运动形式的影响，由反应烧结SiC陶瓷、电刷、金属基砂轮、导线、碳刷和脉冲电源构成放电回路；当碳刷和电刷均不与脉冲电源直接连接时，所述的放电回路包含导线。
[0019]在反应烧结SiC陶瓷磨削过程中反应烧结SiC陶瓷以回转运动形式运动或直线往复运动形式运动。
[0020]【具体实施方式】三:本实施方式与【具体实施方式】一或二之一不同点是:所述的脉冲电源为高频脉冲直流电源，高频脉冲直流电源的脉冲电压、脉冲电流及放电时间根据在线电火花修锐的要求进行调节。其他与【具体实施方式】一或二相同。
[0021]在反应烧结SiC陶瓷磨削过程中，高频脉冲直流电源的脉冲电流在金属基砂轮与反应烧结SiC陶瓷间的火花放电作用，不仅对金属基砂轮的金属结合剂材料有蚀除作用，从而实现对金属基砂轮的修锐，还对反应烧结SiC陶瓷的表面材料也有去除作用，同时放电过程中产生的高温高压作用也改变了工件表面材料的理化性质，使其更易于被金属基砂轮表面磨粒的磨削作用去除，从而提高了反应烧结SiC陶瓷精密磨削的加工效率。
[0022]【具体实施方式】四:本实施方式与【具体实施方式】一至三之一不同点是:所述的乳化溶液为绝缘乳化液，且在反应烧结SiC陶瓷磨削过程中绝缘乳化液以冲液的方式注入金属基砂轮与反应烧结SiC陶瓷之间的放电间隙。其他与【具体实施方式】一至三相同。
[0023]本实施方式具体运行过程如下:
[0024]在反应烧结SiC陶瓷磨削过程中，打开高频脉冲直流电源，高频脉冲直流电源的脉冲电压、脉冲电流及放电时间均可根据在线电火花修锐的要求进行调节；向金属基砂轮与反应烧结SiC陶瓷之间的放电间隙以冲液的方式注入绝缘乳化液，形成电火花放电的液体介质环境，再利用金属基砂轮表面凸出的磨粒使金属基砂轮与反应烧结SiC陶瓷之间所形成的放电间隙进行放电，将金属基砂轮的金属结合剂去除，使金属基砂轮中的磨粒微出刃，达到金属基砂轮磨削过程中的修锐的目的。
[0025]本实施方式中绝缘乳化液以冲液的方式注入金属基砂轮与反应烧结SiC陶瓷之间的放电间隙不仅可以满足电火花放电对放电介质的要求，而且可以满足磨削过程对降温和排肩的要求，还可以有效压缩电火花放电过程中的放电通道，增大火花放电的材料去除率，提高金属基砂轮的修锐效率。
[0026]【具体实施方式】五:本实施方式与【具体实施方式】四的不同点是:所述的金属基砂轮与反应烧结SiC陶瓷之间的放电间隙为金属基砂轮的金属结合剂表面与反应烧结SiC陶瓷待加工表面之间的间隙。其他与【具体实施方式】四相同。
[0027]本实施方式所述的金属基砂轮的金属结合剂表面与反应烧结SiC陶瓷待加工表面之间的间隙取决于金属基砂轮表面磨粒的凸出高度和切削深度。
[0028]【具体实施方式】六:本实施方式与【具体实施方式】四的不同点是:所述的金属基砂轮与反应烧结S i C陶瓷之间的放电间隙在5μπι?50μπι之间。其他与【具体实施方式】四相同。
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