一种分形路径的研磨机构的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明提供一种分形路径的研磨机构，属于机械表面加工技术领域。具体涉及一 种质子交换膜燃料电池金属双极板的分形路径研磨机构。
【背景技术】
[0002] 双极板又称集流板，是燃料电池的重要部件，需满足如下有求：（1):实现电池间 电的联接；（2):排除电池内化学反应产生的废热；(3):分隔燃料和氧化剂。流场是在双极 板上加工的各种形状的沟槽，为反应物和生成物提供进出通道，流道结构决定反应物与生 成物在流场内的流动状态，要保证质子交换膜燃料电池正常运行，必须使电极各处均能获 得充足的反应物，并及时将生成的水排出，因此双极板的流场对质子交换膜燃料电池的性 能有很大的影响。
[0003] 在1890年意大利的数学家Peano构造出一种平面曲线，这种曲线能遍历平面上某 一正方形区域内所有的点。在1891年德国数学家Hilbert也构造出一种相似但较为简单 的曲线，这种曲线被称为Hilbert- Peano曲线。Hilbert-Peano曲线既是曲线也是平面。 分形曲线的分形维数越趋近2,它在二维平面上的分布也越均匀，适合作为质子交换膜燃料 电池双极板的流场。
[0004] 研磨作为一种高效率、低成本的加工方法，已经广泛用于各个领域，分形路径的研 磨机构引入到微型燃料电池双极板的加工，能够实现更加快速高效并且低成本的商业化应 用。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的在于解决：现有针对常规刻蚀、激光加工、冲压成形、MEMS等应用于 微型燃料电池双极板的加工工艺的高成本，低效率，本发明提供一种分形路径的研磨机构 的高效率、低成本能够实现微型燃料电池双极板加工的产业化。
[0006] 本发明解决上述技术问题所采用的技术方案：一种分形路径的研磨机构，其包括 研磨机基台、安装在研磨机基台上的X轴方向导轨滑块结构、Y轴方向滚珠丝杠结构、Z轴 方向升降结构以及设置在Z轴方向升降结构上的研磨主轴结构；所述Y轴方向滚珠丝杠结 构沿X轴方向导轨滑块结构滑动连接，所述Z轴方向升降结构在Y轴方向滚珠丝杠结构的 作用下沿Y轴方向运动，所述X轴方向导轨滑块结构、齿轮齿条结构、研磨主轴结构均连接 有步进电机，所述X轴方向导轨滑块结构与步进电机之间连接有齿轮齿条结构。
[0007] 作为优选，所述X轴方向导轨滑块结构包括通过螺纹连接固定于研磨机基台上的 底部垫块与固定于底部垫块上的导向轴支座以及导向轴和直线轴承固定座组件。
[0008] 作为优选，所述齿轮齿条结构包括连接X轴方向导轨滑块结构的连板、连板相连 的齿条与直齿轮以及支撑和定位直齿轮齿条的齿轮齿条机座。
[0009] 作为优选，所述Y轴方向滚珠丝杠结构包括两组微型直线导轨、丝杆支座组件、滚 珠丝杠以及法兰块，所述两组微型直线导轨固定于连板上，所述丝杆支座组件固定于连板Y 轴方向两端，所述滚珠丝杠通过法兰块与微型直线导轨连接，所述滚珠丝杆与步进电机连 接，所述步进电机通过滚珠丝杆的带动将回转运动转化为直线运动。
[0010] 作为优选，所述Z轴方向升降结构包括高承载剪式升降台与电机架，所述高承载 剪式升降台固定于法兰块上，所述电机架位于高承载剪式升降台上方，所述电机架用于固 定研磨主轴结构。
[0011] 作为优选，所述研磨主轴结构包括主轴架、中心主轴、十字形联轴器以及研磨工件 盘，所述主轴架与电机架相连，所述步进电机与中心主轴上端通过十字形联轴器连接，所述 中心主轴下端与研磨工件盘相连接。
[0012] 本发明的有益效果是：可实现用于研磨的X\Y\Z三个方向的移动和Z轴转动运动。 其结构包括两个实现X轴方向运动的导轨滑块结构；连接两个X轴导轨滑块结构的齿轮齿 条结构；实现Y轴方向运动的滚珠丝杠结构结构；Z轴方向升降结构；研磨主轴结构；以及 共有三个步进电机，本发明的机构，Χ\γ方向实现分形路径，Z方向调节工件和研磨盘之间 的高度位置和压力，实现了分形路径的加工，有效的提高了加工效率，降低了加工成本。
【附图说明】
[0013] 图1是本发明分形路径研磨加工机构的结构示意图； 图2是本发明X轴方向导轨滑块进给结构示意图； 图3是本发明Y轴方向导轨滑块丝杠结构示意图； 图4是本发明Z轴方向升降结构示意图； 图5是本发明研磨主轴结构示意图。
[0014] 图中：1、研磨机基台；2、底部垫块；3、导向轴支座；4、导向轴；5、直线轴承固定座 组件；6、连板；7、齿条；8、直齿轮；9、齿轮齿条机座；10、微型直线导轨；11、丝杆支座组件； 12、滚珠丝杠；13、法兰块；14、高承载剪式升降台；15、电机架；16、研磨工件盘；17、中心主 轴；18、主轴架；19、步进电机；20、十字形联轴器。
【具体实施方式】
[0015] 参照图1至图5所示，本案例实施的一种分形路径的研磨机构，其包括研磨机基台 (1 )、安装在研磨机基台（1)上的X轴方向导轨滑块结构、Y轴方向滚珠丝杠结构、Z轴方向 升降结构以及设置在Z轴方向升降结构上的研磨主轴结构；所述Y轴方向滚珠丝杠结构沿 X轴方向导轨滑块结构滑动连接，所述Z轴方向升降结构在Y轴方向滚珠丝杠结构的作用 下沿Y轴方向运动，所述X轴方向导轨滑块结构、齿轮齿条结构、研磨主轴结构均连接有步 进电机（19)，所述X轴方向导轨滑块结构与步进电机（19)之间连接有齿轮齿条结构； 所述X轴方向导轨滑块结构包括通过螺纹连接固定于研磨机基台1上的底部垫块2与 固定于底部垫块2上的导向轴支座3以及导向轴4和直线轴承固定座组件5 ; 所述齿轮齿条结构包括连接X轴方向导轨滑块结构的连板6、连板6相连的齿条7与 直齿轮8以及支撑和定位直齿轮8齿条7的齿轮齿条机座9 ; 所述Y轴方向滚珠丝杠结构包括两组微型直线导轨10、丝杆支座组件11、滚珠丝杠12 以及法兰块13,所述两组微型直线导轨10固定于连板6上，所述丝杆