1.适合钛合金螺杆的毛刷阴极辅助双电解磨削装置,其特征在于:包括工件电解模块、砂轮在线电解修整模块及电解液模块;
所述的工件电解模块包括毛刷(1)、头架(2)、尾座(3)、X轴床身滑台(4)和可编程脉冲电源Ⅰ(5);所述头架(2)和尾座(3)对应设于可以横向移动的X轴床身滑台(4)上形成工件夹持驱动装置,所述工件夹持驱动装置用于安装螺杆工件并能驱动螺杆工件做转动;所述X轴床身滑台(4)的上方设有毛刷座(14),所述毛刷(1)安装在毛刷座(14)上,可以由对应设于毛刷座(14)上的动力元件驱动做转动;所述毛刷(1)包括基体和设于基体上的刷毛;在螺杆工件安装于工件夹持驱动装置上后,所述毛刷(1)的刷毛能够与螺杆工件接触;所述毛刷(1)的基体与可编程脉冲电源Ⅰ(5)的负极电性连接,所述可编程脉冲电源Ⅰ(5)的正极用于电性连接螺杆工件;
所述砂轮在线电解修整模块包括Z轴立柱滑台(7)、金属结合剂砂轮(8)、铜电极(9)和可编程脉冲电源Ⅱ(10);所述Z轴立柱滑台(7)上设有砂轮驱动装置,所述金属结合剂砂轮(8)安装于砂轮驱动装置上;所述金属结合剂砂轮(8)能随Z轴立柱滑台(7)下降至与螺杆工件的表面贴合,并与毛刷(1)的刷毛接触;所述Z轴立柱滑台(7)设于Y轴进给滑台(6)上;所述铜电极(9)对应设于金属结合剂砂轮(8)的侧部,并与金属结合剂砂轮(8)之间存在间隙;
所述铜电极(9)与可编程脉冲电源Ⅱ(10)的负极电性连接,所述金属结合剂砂轮(8)与可编程脉冲电源Ⅱ(10)的正极电性连接;
所述的电解液模块包括用于存放电解液的水箱(11),水箱(11)上设有供液泵Ⅰ(12)和供液泵Ⅱ(13),所述供液泵Ⅰ(12)能够将电解液通过管路输送至毛刷(1)与螺杆工件的接触部位,所述供液泵Ⅱ(13)能够将电解液通过管路输送至铜电极(9)和金属结合剂砂轮(8)之间的间隙中。
2.根据权利要求1所述的适合钛合金螺杆的毛刷阴极辅助双电解磨削装置,其特征在于:所述毛刷(1)的基体为铁基材料的圆盘体,刷毛密布在基体的圆柱面上,刷毛为猪鬃毛,刷毛长度为5‑35 mm,刷毛的密度为200‑500根/cm²。
3.根据权利要求1所述的适合钛合金螺杆的毛刷阴极辅助双电解磨削装置,其特征在于:所述铜电极(9)与金属结合剂砂轮(8)之间的间隙为0.02‑0.1 mm。
4.根据权利要求1所述的适合钛合金螺杆的毛刷阴极辅助双电解磨削装置,其特征在于:所述铜电极(9)上设有供液孔(901),所述供液泵Ⅱ(13)通过管路与供液孔(901)连接。
5.根据权利要求1所述的适合钛合金螺杆的毛刷阴极辅助双电解磨削装置,其特征在于:所述水箱(11)通过回流管路与电解液回收槽(16)连接,所述X轴床身滑台(4)设于电解液回收槽(16)中。
6.根据权利要求5所述的适合钛合金螺杆的毛刷阴极辅助双电解磨削装置,其特征在于:所述回流管路上设有过滤装置。
7.钛合金螺杆的毛刷阴极辅助双电解磨削方法,其特征在于,该方法利用权利要求1的毛刷阴极辅助双电解磨削装置进行磨削加工,步骤如下:步骤一、将钛合金螺杆一端固定安装于头架(2)中,另一端安装在尾座(3)中;调整金属结合剂砂轮(8)位置至与钛合金螺杆贴合;
步骤二、启动供液泵Ⅱ(13)使电解液充满金属结合剂砂轮(8)与铜电极(9)之间的间隙;控制金属结合剂砂轮(8)开始转动,打开并调节可编程脉冲电源Ⅱ(10)的相关参数至设定值,进行预修锐,并形成氧化膜;
步骤三、控制毛刷(1)做转动,启动供液泵Ⅰ(12)使钛合金螺杆和毛刷(1)的基体之间充满电解液;钛合金螺杆在工件夹持驱动装置驱动下做转动,打开并调整可编程脉冲电源Ⅰ(5)的相关参数至设定值;钛合金螺杆通过X轴床身滑台(4)循环进给,金属结合剂砂轮(8)通过Y轴进给滑台(6)正向微量进给;磨削过程中,金属结合剂砂轮(8)表面材料电离溶解,使得磨粒突出,同时在金属结合剂砂轮(8)表面生成氧化膜,随着磨削的进行,氧化膜在与钛合金螺杆的机械作用下被去除,使钝化的磨粒易于脱落,露出内部的新磨粒,从而使金属结合剂砂轮(8)表面始终具有锋利的磨粒,实现金属结合剂砂轮(8)的在线修整;同时,钛合金螺杆表面在电解作用下被氧化为氧化膜,并被金属结合剂砂轮(8)去除,露出新的表面,继续被电解;
步骤四、步骤三的加工达到设定时间后,关闭可编程脉冲电源Ⅰ(5),停止电解钛合金螺杆,金属结合剂砂轮(8)停止Y轴方向的正向微量进给;用金属结合剂砂轮(8)表面的氧化膜对钛合金螺杆进行光磨;
步骤五、步骤四的加工达到设定时间后,关闭可编程脉冲电源Ⅱ(10),停止钛合金螺杆X轴方向循环进给,金属结合剂砂轮(8)退出,钛合金螺杆和毛刷(1)停止旋转;松开头架(2)和尾座(3),取下钛合金螺杆。
8.如权利要求7所述的钛合金螺杆的毛刷阴极辅助双电解磨削方法,其特征在于,所述的电解液组成包括:5‑10wt.%硝酸钠,2‑5wt.%钼酸钠,2‑5wt.%硅酸钠,1‑3wt.%丙三醇,1‑
2wt.%氯化钠,余量为去离子水。
9.如权利要求7所述的钛合金螺杆的毛刷阴极辅助双电解磨削方法,其特征在于:所述可编程脉冲电源Ⅱ(10)的相关参数包括输出电压、占空比和内阻;步骤二中,设定输出电压
45‑90 V、占空比0.5‑0.8、内阻5‑300 Ω。
10.如权利要求7所述的钛合金螺杆的毛刷阴极辅助双电解磨削方法,其特征在于:所述可编程脉冲电源Ⅰ(5)的相关参数包括输出电压、占空比和内阻;步骤三中,设定输出电压
10‑30 V、占空比0.5‑0.8、内阻5‑300 Ω。