一種分形路徑的研磨機(jī)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明提供一種分形路徑的研磨機(jī)構(gòu)，屬于機(jī)械表面加工技術(shù)領(lǐng)域。具體涉及一 種質(zhì)子交換膜燃料電池金屬雙極板的分形路徑研磨機(jī)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002] 雙極板又稱集流板，是燃料電池的重要部件，需滿足如下有求：（1):實(shí)現(xiàn)電池間 電的聯(lián)接；（2):排除電池內(nèi)化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的廢熱；(3):分隔燃料和氧化劑。流場(chǎng)是在雙極 板上加工的各種形狀的溝槽，為反應(yīng)物和生成物提供進(jìn)出通道，流道結(jié)構(gòu)決定反應(yīng)物與生 成物在流場(chǎng)內(nèi)的流動(dòng)狀態(tài)，要保證質(zhì)子交換膜燃料電池正常運(yùn)行，必須使電極各處均能獲 得充足的反應(yīng)物，并及時(shí)將生成的水排出，因此雙極板的流場(chǎng)對(duì)質(zhì)子交換膜燃料電池的性 能有很大的影響。
[0003] 在1890年意大利的數(shù)學(xué)家Peano構(gòu)造出一種平面曲線，這種曲線能遍歷平面上某 一正方形區(qū)域內(nèi)所有的點(diǎn)。在1891年德國(guó)數(shù)學(xué)家Hilbert也構(gòu)造出一種相似但較為簡(jiǎn)單 的曲線，這種曲線被稱為Hilbert- Peano曲線。Hilbert-Peano曲線既是曲線也是平面。 分形曲線的分形維數(shù)越趨近2,它在二維平面上的分布也越均勻，適合作為質(zhì)子交換膜燃料 電池雙極板的流場(chǎng)。
[0004] 研磨作為一種高效率、低成本的加工方法，已經(jīng)廣泛用于各個(gè)領(lǐng)域，分形路徑的研 磨機(jī)構(gòu)引入到微型燃料電池雙極板的加工，能夠?qū)崿F(xiàn)更加快速高效并且低成本的商業(yè)化應(yīng) 用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于解決：現(xiàn)有針對(duì)常規(guī)刻蝕、激光加工、沖壓成形、MEMS等應(yīng)用于 微型燃料電池雙極板的加工工藝的高成本，低效率，本發(fā)明提供一種分形路徑的研磨機(jī)構(gòu) 的高效率、低成本能夠?qū)崿F(xiàn)微型燃料電池雙極板加工的產(chǎn)業(yè)化。
[0006] 本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案：一種分形路徑的研磨機(jī)構(gòu)，其包括 研磨機(jī)基臺(tái)、安裝在研磨機(jī)基臺(tái)上的X軸方向?qū)к壔瑝K結(jié)構(gòu)、Y軸方向滾珠絲杠結(jié)構(gòu)、Z軸 方向升降結(jié)構(gòu)以及設(shè)置在Z軸方向升降結(jié)構(gòu)上的研磨主軸結(jié)構(gòu)；所述Y軸方向滾珠絲杠結(jié) 構(gòu)沿X軸方向?qū)к壔瑝K結(jié)構(gòu)滑動(dòng)連接，所述Z軸方向升降結(jié)構(gòu)在Y軸方向滾珠絲杠結(jié)構(gòu)的 作用下沿Y軸方向運(yùn)動(dòng)，所述X軸方向?qū)к壔瑝K結(jié)構(gòu)、齒輪齒條結(jié)構(gòu)、研磨主軸結(jié)構(gòu)均連接 有步進(jìn)電機(jī)，所述X軸方向?qū)к壔瑝K結(jié)構(gòu)與步進(jìn)電機(jī)之間連接有齒輪齒條結(jié)構(gòu)。
[0007] 作為優(yōu)選，所述X軸方向?qū)к壔瑝K結(jié)構(gòu)包括通過螺紋連接固定于研磨機(jī)基臺(tái)上的 底部墊塊與固定于底部墊塊上的導(dǎo)向軸支座以及導(dǎo)向軸和直線軸承固定座組件。
[0008] 作為優(yōu)選，所述齒輪齒條結(jié)構(gòu)包括連接X軸方向?qū)к壔瑝K結(jié)構(gòu)的連板、連板相連 的齒條與直齒輪以及支撐和定位直齒輪齒條的齒輪齒條機(jī)座。
[0009] 作為優(yōu)選，所述Y軸方向滾珠絲杠結(jié)構(gòu)包括兩組微型直線導(dǎo)軌、絲桿支座組件、滾 珠絲杠以及法蘭塊，所述兩組微型直線導(dǎo)軌固定于連板上，所述絲桿支座組件固定于連板Y 軸方向兩端，所述滾珠絲杠通過法蘭塊與微型直線導(dǎo)軌連接，所述滾珠絲桿與步進(jìn)電機(jī)連 接，所述步進(jìn)電機(jī)通過滾珠絲桿的帶動(dòng)將回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為直線運(yùn)動(dòng)。
[0010] 作為優(yōu)選，所述Z軸方向升降結(jié)構(gòu)包括高承載剪式升降臺(tái)與電機(jī)架，所述高承載 剪式升降臺(tái)固定于法蘭塊上，所述電機(jī)架位于高承載剪式升降臺(tái)上方，所述電機(jī)架用于固 定研磨主軸結(jié)構(gòu)。
[0011] 作為優(yōu)選，所述研磨主軸結(jié)構(gòu)包括主軸架、中心主軸、十字形聯(lián)軸器以及研磨工件 盤，所述主軸架與電機(jī)架相連，所述步進(jìn)電機(jī)與中心主軸上端通過十字形聯(lián)軸器連接，所述 中心主軸下端與研磨工件盤相連接。
[0012] 本發(fā)明的有益效果是：可實(shí)現(xiàn)用于研磨的X\Y\Z三個(gè)方向的移動(dòng)和Z軸轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)。 其結(jié)構(gòu)包括兩個(gè)實(shí)現(xiàn)X軸方向運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)軌滑塊結(jié)構(gòu)；連接兩個(gè)X軸導(dǎo)軌滑塊結(jié)構(gòu)的齒輪齒 條結(jié)構(gòu)；實(shí)現(xiàn)Y軸方向運(yùn)動(dòng)的滾珠絲杠結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)；Z軸方向升降結(jié)構(gòu)；研磨主軸結(jié)構(gòu)；以及 共有三個(gè)步進(jìn)電機(jī)，本發(fā)明的機(jī)構(gòu)，Χ\γ方向?qū)崿F(xiàn)分形路徑，Z方向調(diào)節(jié)工件和研磨盤之間 的高度位置和壓力，實(shí)現(xiàn)了分形路徑的加工，有效的提高了加工效率，降低了加工成本。
【附圖說明】
[0013] 圖1是本發(fā)明分形路徑研磨加工機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是本發(fā)明X軸方向?qū)к壔瑝K進(jìn)給結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3是本發(fā)明Y軸方向?qū)к壔瑝K絲杠結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4是本發(fā)明Z軸方向升降結(jié)構(gòu)示意圖； 圖5是本發(fā)明研磨主軸結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014] 圖中：1、研磨機(jī)基臺(tái)；2、底部墊塊；3、導(dǎo)向軸支座；4、導(dǎo)向軸；5、直線軸承固定座 組件；6、連板；7、齒條；8、直齒輪；9、齒輪齒條機(jī)座；10、微型直線導(dǎo)軌；11、絲桿支座組件； 12、滾珠絲杠；13、法蘭塊；14、高承載剪式升降臺(tái)；15、電機(jī)架；16、研磨工件盤；17、中心主 軸；18、主軸架；19、步進(jìn)電機(jī)；20、十字形聯(lián)軸器。
【具體實(shí)施方式】
[0015] 參照?qǐng)D1至圖5所示，本案例實(shí)施的一種分形路徑的研磨機(jī)構(gòu)，其包括研磨機(jī)基臺(tái) (1 )、安裝在研磨機(jī)基臺(tái)（1)上的X軸方向?qū)к壔瑝K結(jié)構(gòu)、Y軸方向滾珠絲杠結(jié)構(gòu)、Z軸方向 升降結(jié)構(gòu)以及設(shè)置在Z軸方向升降結(jié)構(gòu)上的研磨主軸結(jié)構(gòu)；所述Y軸方向滾珠絲杠結(jié)構(gòu)沿 X軸方向?qū)к壔瑝K結(jié)構(gòu)滑動(dòng)連接，所述Z軸方向升降結(jié)構(gòu)在Y軸方向滾珠絲杠結(jié)構(gòu)的作用 下沿Y軸方向運(yùn)動(dòng)，所述X軸方向?qū)к壔瑝K結(jié)構(gòu)、齒輪齒條結(jié)構(gòu)、研磨主軸結(jié)構(gòu)均連接有步 進(jìn)電機(jī)（19)，所述X軸方向?qū)к壔瑝K結(jié)構(gòu)與步進(jìn)電機(jī)（19)之間連接有齒輪齒條結(jié)構(gòu)； 所述X軸方向?qū)к壔瑝K結(jié)構(gòu)包括通過螺紋連接固定于研磨機(jī)基臺(tái)1上的底部墊塊2與 固定于底部墊塊2上的導(dǎo)向軸支座3以及導(dǎo)向軸4和直線軸承固定座組件5 ; 所述齒輪齒條結(jié)構(gòu)包括連接X軸方向?qū)к壔瑝K結(jié)構(gòu)的連板6、連板6相連的齒條7與 直齒輪8以及支撐和定位直齒輪8齒條7的齒輪齒條機(jī)座9 ; 所述Y軸方向滾珠絲杠結(jié)構(gòu)包括兩組微型直線導(dǎo)軌10、絲桿支座組件11、滾珠絲杠12 以及法蘭塊13,所述兩組微型直線導(dǎo)軌10固定于連板6上，所述絲桿