科创中国

本发明公开了一种实时测量阴极磨损量的装置及方法,属于特种加工机床附件领域。本发明的一种实时测量阴极磨损量的装置,其主要由万向测量标准块、定心滑块、顶簧、主体框架、拉簧、定位块、快换接头、气管、底座、航空插头和检测系统等部件构成,值得说明的是本发明还公开了一种实时测量阴极磨损量的方法,采用该方法可分别测得加工过程中的实时坐标值与加工前的标准坐标值,并将实时坐标值与标准坐标值相比较,即可得出阴极在半径和高度方向的磨损量。本发明不仅能适应有电解液及盐气腐蚀的加工环境,不因使用环境恶劣而损坏,确保有正常的使用寿命,而且可实时测量出加工中阴极磨损量,以便能及时进行磨损补偿。

(1)本发明的一种实时测量阴极磨损量的装置，其万向测量标准块穿过定心滑块后通过拉簧与底座相连，该万向测量标准块与定心滑块采用半球面配合方式连接，可保证万向测量标准块任意方向的自由摆动，并在阴极从任意方向触及万向测量标准块后上述结构起缓冲作用之后能立即回复Z方向的垂直；(2)本发明的一种实时测量阴极磨损量的装置，其主体框架、定心滑块、底座和万向测量标准块均采用00Cr27Ni31Mo4Cu奥氏体不锈钢制成，耐酸耐碱耐腐蚀，可保证该装置不被电解液及盐气腐蚀；(3)本发明的一种实时测量阴极磨损量的工作方法，其通过气管从外部引入压缩空气至该装置内部，并自下而上吹出，使该装置内外形成一个压力差，从而阻止了外部电解液及盐气进入内部，保证了该装置内部始终干燥无腐蚀，使该装置能够长期正常使用；(4)本发明的一种实时测量阴极磨损量的工作方法，其最后将加工过程中测量的实时坐标值与加工前测量的标准坐标值相比较，即可计算出阴极在半径和高度方向的磨损量，进而能及时进行阴极磨损补偿。

在先进制造技术迅猛发展的今天，要解决各种难切削材料、特殊复杂型面、超精密零件的加工问题，仅靠传统的切削加工方法很难实现，有些根本无法实现。在迫切的生产需求下，人们通过各种渠道，借助于多种能量形式，不断研究和探索新的加工方法，特种加工技术就是在这种环境和条件下产生和发展起来的。目前，特种加工机床已经成为制造领域不可缺少的重要组成部分，在难切削材料、复杂型精密零件、低刚度零件、磨具加工、快速原型制造以及大规模集成电路等领域发挥着越来越重要的作用。数控电解机械复合加工机床就是特种加工机床中的典型代表。

数控电解机械复合加工机床通过控制复合阴极和工件阳极的相对运动，可以加工各种复杂的型腔和型面。通过更换不同的复合阴极和调节不同的加工参数，可以在同一台机床上通过钻孔、铣削、切割、磨削和抛光等加工方式对同一个零件完成粗加工、精加工和表面光整加工，消除了工件重复安装所带来的安装误差，加工效率较传统加工有了极大的提高。但由于该机床的特殊构造以及恶劣的加工环境(加工中使用的电解液由氯化钠和硝酸钠配制而成，具有极强的腐蚀性，且加工过程中产生大量的盐气聚集在机床防护内)，市场上还没有能与之相配套的在线测量阴极磨损量的装置，加工过程中不能实时测量直接影响了机床的加工效率，进而影响了数控电解机械复合加工机床在市场的推广与发展。针对这种情况，发明了一种适应数控电解机械复合加工机床特殊构造及恶劣加工环境的在线测量阴极磨损量的装置。

发明人：夏任波 刘春节 黄亮 干为民 王磊 邹晓萍发明团队：常州工学院（Changzhou Institute of Technology，CIT），位于江苏省常州市，是江苏省主管的一所全日制普通本科院校，入选国家“十三五”产教融合发展工程立项高校和首批启动高校，教育部和江苏省卓越工程师教育培养计划试点高校，教育部数据中国“百校工程”培育院校，教育部“科学工作能力提升计划（百千万工程）”首批试点高校，江苏省服务外包人才培养试点高校。学校始于1978年创办的常州市七·二一工业大学，1979年更名为常州市职工大学；1982年，经教育部批准，常州市职业大学更名为常州工业技术学院；2000年3月22日，教育部批准由常州工业技术学院、常州市机械冶金职工大学合并组建常州工学院。截至2023年1月，学校有辽河路校区、巫山路校区、会馆浜路继续教育学院和长江路科技产业园，总占地面积近1300亩；设有18个教学单位，开办59个本科专业（47个专业招生）；普通全日制在校生16000余人，在职教职工1300余人，其中专任教师1000余人；馆藏纸质图书131万余册。

1.发明要解决的技术问题

本发明的目的在于克服现有技术中数控电解机械复合加工机床不能实时测量加工中阴极磨损量的不足，提供了一种实时测量阴极磨损量的装置及方法，采用本发明的技术方案，不仅能实时测量加工中阴极磨损量，以便能及时进行磨损补偿，而且该装置能适应有电解液及盐气腐蚀的加工环境，不因使用环境恶劣而损坏，确保了有正常的使用寿命。

2.技术方案

为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：

本发明的一种实时测量阴极磨损量的装置，包括万向测量标准块、主体框架、拉簧、底座和检测系统，所述的主体框架的结构形状为内部开设有圆柱形阶梯通孔的圆柱体，该圆柱形阶梯通孔的上端孔径小于圆柱形阶梯通孔的下端孔径；所述的主体框架内设置有与上述圆柱形阶梯通孔相配合的定心滑块；所述的万向测量标准块包括基准部和连接部；所述的基准部的结构形状为圆柱体；所述的连接部穿过上述的定心滑块后通过拉簧与底座相连，该连接部与定心滑块采用半球面配合方式连接；所述的底座固定安装在主体框架的底部；所述的底座与上述的定心滑块之间设有顶簧；所述的检测系统通过设于主体框架一侧的航空插头与上述的拉簧相连。

更进一步地，还包括快换接头和气管，所述的气管通过快换接头与底座上开设的第一通气孔相连；所述的第一通气孔的内部设有第二通气孔，该第二通气孔与上述的圆柱形阶梯通孔相通；所述的定心滑块上设有第三通气孔。

更进一步地，所述的检测系统包括内部设有集成控制系统的控制盒和电源，所述的控制盒上设有检测电极、负极、控制信号输出口和电源输入口，所述的检测电极与电线的一端相连，该电线的另一端通过航空插头与拉簧相连；所述的负极与机床主轴上的阴极电连接；所述的控制信号输出口与机床控制机构电连接；所述的电源输入口与电源电连接。

更进一步地，所述的底座的底部设置有定位块。

为促进科学技术产业化的发展，希望能够充分利用对方广泛的市场资源优势和科研平台能力，实现技术研发与市场营运的直接联盟。为使新技术尽快转化为生产力，希望实行技术合作开发联营生产和产值提成的方式紧密合作。希望合作方能够负责组建生产公司及工商、税务经营手续和必要的启动资金；在双方合作期间，我方对该产品不断创新和改进。

企业实施科技成果转移转化，采取以下方式并达到相应的目的：

一是开发新的产品或服务，以培育新的市场竞争力；

二是开发新的工艺，以提质、降本、降耗、增能、增效；

三是完善管理，优化流程，以强化对企业生产经营的控制力；

四是进入新的市场，以扩大市场规模；

五是培育新的能力，以取得新的优势；

六是完善经营管理的体制机制，以提高效益。

希望与企业、科学技术研究开发机构、高等学校和其他组织建立优势互补、分工明确、成果共享、风险共担的合作机制，按照市场机制联合组建研究开发平台、技术创新联盟、创新联合体等，协同推进研究开发与科技成果转化。