CN103659484A - 一种细长轴类零件的母线磨削法 - Google Patents

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王俊
李国为
陈向东
刘颖
赵承周
朱洪学
李朦
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    • B24B5/00—Machines or devices designed for grinding surfaces of revolution on work, including those which also grind adjacent plane surfaces; Accessories therefor
    • B24B5/02—Machines or devices designed for grinding surfaces of revolution on work, including those which also grind adjacent plane surfaces; Accessories therefor involving centres or chucks for holding work
    • B24B5/04—Machines or devices designed for grinding surfaces of revolution on work, including those which also grind adjacent plane surfaces; Accessories therefor involving centres or chucks for holding work for grinding cylindrical surfaces externally
    • B24B5/045—Machines or devices designed for grinding surfaces of revolution on work, including those which also grind adjacent plane surfaces; Accessories therefor involving centres or chucks for holding work for grinding cylindrical surfaces externally with the grinding wheel axis perpendicular to the workpiece axis

Abstract

本发明属于航空制造领域，特别是涉及一种细长轴类零件的母线磨削法，用于加工面轮廓度要求较高的细长轴类零件（尤其是变截面细长轴类零件）。本发明改切线磨削法为母线磨削法，加工过程中工件保持不动，减少了工件位置和形状误差，提高了细长轴类零件的面轮廓度。本发明使用普通数控机床通过改装即可满足设备要求，无需购买高精度数控机床。

Description

一种细长轴类零件的母线磨削法
技术领域
本发明属于航空制造领域，特别是涉及一种细长轴类零件的母线磨削法，用于加工面轮廓度要求较高的细长轴类零件（尤其是变截面细长轴类零件）。 
背景技术
目前细长轴类零件的加工都采用沿轴向切线磨削的加工方式。磨削加工时由于磨具高速旋转，并切入工件，锋利的磨粒强行擦过工件表面，使工件发生不可避免的震动，同时由于工件自身旋转引起较大的位置和形状误差。所以在细长轴类零件加工时（尤其是变截面细长轴），难以保证其较高的面轮廓度的要求，即零件和理论数模之间存在着较大的误差。目前仅在国外存在着少数核心技术能够满足此类零件的精度要求，我国不存在这样的核心技术，对于大多数细长轴类零件只能从国外进口。因此，迫切需要一种能够满足精度要求的细长轴类零件的母线磨削法。 
发明内容
发明目的：提供一种能够满足精度要求的细长轴类零件的母线磨削法。 
技术方案：一种细长轴类零件的母线磨削法，改变磨具和工件的相对位置，使磨具的磨削速度方向和工件的轴向一致，磨削加工时，磨具自身旋转运动，工件保持不动，磨具在工件的一端沿工件的轴向方向运动进行磨削加工直至完成一次磨削，每完成一次磨削，工件自转一定角度后进行下个工步，直至成对整个工件的磨削加工。 
有益效果 
本发明改切线磨削法为母线磨削法，加工过程中工件保持不动，减少了工件位置和形状误差，提高了细长轴类零件的面轮廓度。本发明使用普通数控机床通过改装即可满足设备要求，无需购买高精度数控机床。 
附图说明：
图1为细长轴类零件（图中440处为变截面曲面）； 
图2是切线磨削法加工示意图； 
图3是改进的母线磨削法加工示意图； 
图4为磨具自转示意图； 
图5为切线磨削法误差分析图； 
图6为改进的母线磨削法加工误差分析图； 
图7为工件截面图； 
图中1为磨具、2为工件、3为工件横截面。箭头方向为工件和砂轮的运动方向。 
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细描述，请参阅图1至图6。 
一种细长轴类零件的母线磨削法，改变磨具和工件的相对位置，使磨具的磨削速度方向和工件的轴向一致，磨削加工时，磨具自身旋转运动，工件保持不动，磨具在工件的一端沿工件的轴向方向运动进行磨削加工直至完成一次磨削，每完成一次磨削，工件自转一定角度后进行下个工步，直至成对整个工件的磨削加工。 
本发明的基本构思为：如图3在对细长轴类零件进行磨削加工时 改切线磨削法为母线磨削法，即改变磨具和工件的相对位置，使磨具的磨削速度方向和工件的轴向一致（图3）。 
磨削加工过程中：调整好工件的相对位置，磨具自身旋转运动，并以规定的切削速度沿工件的母线切入工件，工件保持不动，磨具从工件的左端（图3）沿工件的轴向方向向右运动进行磨削加工。磨具从零件的一端走到另一端的过程称为一个工步，每个工步完成后，工件自身分度旋转一定角度α（图4）后进行下个工步，从而完成整个零件的磨削加工。由于磨削过程中工件保持不动，所以工件不存在着因自转而引起的误差。 
切线磨削法中，影响工件精度的因素有：对刀误差σ1、工件旋转跳动误差σ2、工件挠度误差σ3、磨具误差σ4。加工完成后工件的误差为Ｎ切、上偏差为SN切、下偏差为IN切
SN切=S4-(I1+I2+I3+I4) 
IN切=I4-(S1+S2+S3+S4) 
加工完成后工件的公差 
TN切=SN切-IN切=S4-(I1+I2+I3+I4)-I4+S1+S2+S3+S4=T1+T2+T3+T4
母线磨削法中影响工件的误差有：对刀误差σ1、工件挠度误差σ3、磨具误差σ4。因为加工过程中工件自身不作旋转运动，所以不存在着工件旋转跳动误差，加工完成后工件的误差为Ｎ母、上偏差为SN母、下偏差为IN母
SN母=S4-(I1+I3+I4) 
IN母=I4-(S1+S3+S4) 
加工完成后工件的误差TN母=S4-(I1+I3+I4)-I4+S1+S3+S4=T1+T3+T4 
由上可知：TN母<TN切
即母线磨削法的加工精度高于切线磨削法。 
其中工件分度旋转采取圆接近法，即每次旋转较小角度。如图7为工件截面图，R为工件半径、α为工件分度旋转角度。 
本实例α取2°R为32.15mm对加工完成的零件用激光干涉仪进行测量，其圆度可达0.004mm，面轮廓度误差可达±0.1mm，大大提高了细长轴类零件的面轮廓度。 

Claims (1)

1.一种细长轴类零件的母线磨削法，其特征在于，改变磨具和工件的相对位置，使磨具的磨削速度方向和工件的轴向一致，磨削加工时，磨具自身旋转运动，工件保持不动，磨具在工件的一端沿工件的轴向方向运动进行磨削加工直至完成一次磨削，每完成一次磨削，工件自转一定角度后进行下个工步，直至成对整个工件的磨削加工。
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PB01 Publication
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SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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