（定稿）ELID超声珩磨机设计（CAD图纸+毕业论文）

而且磨削不需要专门的设备，在普通磨床上配以适当的装置即可实现，适合在各类机床上推广应用。

图不同磨削方式下的装置示意图.喷嘴.紧固螺柱.阴极.砂轮罩.砂轮.工件.阳极电刷.绝缘板平面磨削外圆磨削内圆磨削.修锐的电化学反应原理由磨削原理可知，油石表面生成的氧化膜在整个修整磨削过程中发挥着重要的作用，油石阳极金属结合剂的溶解去除及氧化膜的生成满足电解池的电化学反应原理。

如图所示，在电解池中，以溶液作为电解液，分别以铁和铜片作为阳极和阴极。

整个导电回路由三部分组成从电源引到电极的导线电解质溶液电极与电解液界面。

当外电源通过导线把电子送到负极从正极取走电子时，负极上多余的电子正极上多余的正电荷会通过静电作用吸引电解质溶液中的正离子正极则吸引负离子到电极附近，当电压达到种离子的放电电位时，就会发生电子得失的电化学反应，溶液中的正离子到负极还原，负离子到正极氧化，或者接正极的金属本身的原子失去电子变成正离子溶解下来。

这种界面上发生的电化学反应完成了使电子消失或产生离子复合或形成的过程，从而完成从导线的电子导电向电解质溶液的离子导电的过渡。

所以，当电流通过两极界面时，必有化学反应发生，在阳极，发生氧化反应，电子由该极流向外电路，相反，在阴极有还原反应发生，以消耗外电路流入电极上的电子。

图电解池反应原理图如图所示，电源的正极相连，油石的金属结合剂们起构成电解池根据电解池反应原理，在磨削中，当油石通过电刷与阴极与电源的负极相连，并在油石与阴极之间注入磨削液时，金属阴极分别充当阳极和阴极，磨削液作为电解质溶液，它们起构成电解池。

图磨削中的电解池反应示意图以铸铁结合剂珩磨头油石为例，当整个系统接通外电源时，电源从电解池的阳极油石的铸铁结合剂取走大量的电子，这样会使阳极失去电子的氧化反应大大加速，但是无论怎样加速，单位时间内电化学反应产生的电子总是供不上外电源从阳极取走的电子，所以阳极就会因为缺少电子而累积了多余的正电荷。

具体的反应过程如下阳极过程.水化离子.水化离子扩散离开电极表面并与水中反应生成阴极过程电解质溶液中的水化氢离子向电极表面扩散水化氢离子脱去水分子吸附到阴极表面脱附变成气泡逸出溶液但是整个电解反应不会这样无休止的进行下去，根据钝化成膜理论，随着电解反应的进行，电极电位的改变，在阳极表面会生成层氧化膜，使得电路的电阻增大，从而阻滞了阳极砂轮金属结合剂的进步溶解综上所述，根据电解池的电化学反应原理及钝化成膜理论，在磨削过程中，油石阴极电解液与外加电源起构成了个电解池系统，在电源的驱动下，阳极油石表面的金属结合剂会逐渐被溶解到电解液中变成金属离子，从而使得砂轮表面的磨粒露出结合剂表面，而金属离子会与电解液中的氢氧根离子结合生成金属氢氧化物，氢氧化物会脱水变成该金属的氧化物，所以由金属氢氧化物与氧化物的混合物构成的氧化膜会吸附在砂轮的表面，随着这层氧化膜的增厚，电路的电阻增大，阻滞了电解反应的继续进行，避免了砂轮金属结合剂的过度榕解。

进行磨削加工时，这层氧化膜会被工件不断刮除而逐渐变薄，回路电阻减小，电解反应重新开始，氧化膜又会逐渐整厚，这样周而复始，砂轮处于个非线性电解过程，最终使得氧化膜的“生成变厚刮除变薄重新生成”达到个动态平衡，既避免了砂轮的过快电解消耗，又使得油石表层的磨粒始终露出结合剂表面，保持锋利状态，始终具有良好的磨削性能。

.修锐中氧化膜的作用机理由修锐原理可知，氧化膜在整个电解修锐过程中发挥着重要的作用，油石表面生成氧化膜的速度厚度硬度绝缘性粘附性致密性等特征都会对整个珩磨过程及加工工件的表面质量产生很大的影响。

研究表明，油石结合剂的成分类型及配比关系电解液的成分以及所选用电源的电压电流频率等参数都会对氧化膜的质量产生定的影响。

以铸铁结合剂油石为例，随着砂轮中含量的增加，油石的电解速度加快，电解出的铁离子浓度大，与磨削液反应生成的氧化膜厚度大硬度高粘附强度低，油石中和的成分配比决定着油石电解生成氧化膜性能的好坏。

试验结果表明，当油石结合剂中和的质量比为时，的磨削性能最好。

同时，磨削液成分中的防锈剂冷却剂冲洗剂除具有般磨削液的防锈冷却冲洗及渗透作用外，对磨削液的导电性和电解生成氧化膜的质量也有定的影响防锈剂可以使氧化膜的硬度增大冷却剂使氧化膜的厚度增加冲洗剂可以提高氧化膜的生成速度。

图磨削中氧化膜的作用示意图在线电解修锐除了能使油石表面的金属结合剂不断被溶解使磨粒露出结合剂表面进而避免了油石变钝堵塞以外，更重要的是同时在油石表面还能生成层氧化膜，这就使得珩磨有别于非珩磨。

般来说，珩磨中氧化膜的厚度在几十微米到几百微米之间，对于较粗磨粒粒度的油石，氧化膜的厚度不足以覆盖油石表面磨粒，可以利用电解作用后露出表面的磨粒直接进行磨削，避免油石堵塞，以保证其良好的磨削性能同时，由于这层氧化膜具有定的厚度和弹性，这样可以减小磨削力，降低油石的磨损，也能降低工件的表面粗糙度。

对于微细磨粒来说，氧化膜的厚度远大于磨粒的大小，氧化膜内容纳了大量的磨粒如图所示。

此外，由于氧化膜的存在，使得精密镜面磨削与非磨削研磨相比具有更多的优点，在镜面磨削中，磨粒粒度小于，磨粒的出刃高度不会高于粒度的，机床主轴的振动珩磨头的不平衡主轴的偏摆等因素都会使油石在工件垂直方向的位移接近和超过这个值，致使氧化膜的厚度随着切削深度的增大而变薄或被刮除，但同时又有新氧化膜生成。

磨削中脱落下来的磨粒夹杂在氧化膜中，使氧化膜成为种含有微细磨粒具有良好柔性的研磨膜.精磨时，由于进给量很小甚至不进给，油石上覆盖的氧化膜的厚度远大于磨粒的出刃高度，使油石基体表层磨粒在磨削中不可能直接与工件接触，油石上覆盖的这层氧化膜将代替金属结合剂油石参与真正的磨削过程，当油石中断电解时，可以依靠油石氧化膜对工件进行光磨，所以镜面磨削实际上是种将磨研抛合为体的复合式精密加工技术。

氧化膜在修锐中所起的作用归纳起来有以下几个方面由于生成的氧化膜具有定的厚度和弹性，避免了油石结合剂与工件表面间的直接接触，减少了结合剂对工件己加工表面的摩擦划伤，可以吸收阻尼部分振动，减缓了珩磨头上的油石对工件的振动冲击，同时在定范围内消除油石在珩磨中的圆度误差，有利于工件表面质量的提高。

由于氧化膜在油石上保持了定的厚度，可以减缓油石的电解活化，有利于提高油石的使用寿命，保证工件的