CN106217154B - 一种半联轴器工作面精准磨削方法 - Google Patents

一种半联轴器工作面精准磨削方法 Download PDF

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Abstract

一种半联轴器工作面精准磨削方法，属于机械加工领域。本发明解决了现有的在机床无在线检测功能的情况下，对半联轴器工作面磨削时存在的尺寸及形位公差控制困难的问题。采用先粗磨后为精磨留加工余量，再三坐标检测实际精磨余量，最后精磨及通过外径千分尺辅助检测及控制实际去除量的磨削方法，将机床加工、三坐标测量仪及外径千分尺检测有机结合，同时采用对称磨削方式，对半联轴器工作面实现精准磨削。本发明用于半联轴器工作面的磨削。

Description

一种半联轴器工作面精准磨削方法
技术领域
本发明涉及一种磨削方法，具体涉及一种半联轴器工作面精准磨削方法，属于机械加工领域。
背景技术
对于很多机组半联轴器产品(图1所示)，外形为十六边形，其中有八个面为工作面100-2，即配合面，工作面100-2与非工作面100-3相互交错设置，对工作面的表面粗糙度、平面度、平行度等形位公差极高，需要通过合理的磨削方法才能实现，尤其是各工作面相对于轴心距离A的公差要求非常严格，且半联轴器轴心为虚拟点，加工过程无法实现直接测量，在机床无在线检测系统的条件下，尺寸控制非常困难。
发明内容
本发明是为了解决现有的在机床无在线检测功能的情况下，对半联轴器工作面磨削时存在的尺寸及形位公差控制困难的问题，进而提供了一种半联轴器工作面精准磨削方法。
本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：
一种半联轴器工作面精准磨削方法，步骤如下：
一、粗磨：
采用机械内涨紧式工装，通过涨紧工件第一内孔实现对工件的装夹；
装夹后采用对称磨削方式对工件进行工作面的粗磨，即磨削完一个工作面后，移动磨削主轴开始磨削其对称工作面，磨削完一组对称工作面后，按照同样的方法磨削相邻工作面，直到将所有工作面全部粗磨完成；
粗磨后，在机床主轴上安装千分表，用千分表打工件第一内孔最低点及磨削后的工作面，机床主轴沿机床Y方向移动，使千分表打在工件工作面上的读数与打在工件第一内孔最低点处的读数相同，并记录千分表在工件第一内孔最低点时的机床Y轴数显值Y1和千分表在磨削后工作面时的机床Y轴数显值Y2，结合实际测量的工件第一内孔直径值D实，根据公式A1＝Y2-Y1-D实/2 (公式一)计算出粗磨后的工作面至轴心的距离A1，控制磨削尺寸，若计算所得出的粗磨后工作面至轴心的距离A1使精磨余量大于0.10mm，则继续进行粗磨，然后重复上述步骤，直到控制精磨余量在0.05mm～0.10mm之间，
其中第一内孔最低点的判定方法为：表针打在工件内孔处，机床主轴沿机床X方向移动，观察千分表指针摆情况，千分表读数最小时即为第一内孔最低点位置；
二、粗磨后采用三坐标测量仪检测各工作面至轴心距离，准确确定各工作面的精磨余量；
三、精磨：
通过工件本身的台肩孔，利用压板及压紧螺栓直接将工件压紧在机床工作台上，实现对工件的装夹；
装夹后采用与粗磨相同的对称磨削方式对工件进行工作面的精磨；在进行精磨期间，通过外径千分尺测量两对称工作面间的距离以控制各工作面的实际去除量，实际去除量(即精磨余量)的计算公式为：
其中，Q为实际去除量，
C为通过三坐标检测得到的工作面至轴心距离值，
A为图纸理论上的工作面至轴心距离值，
B1为精磨前外径千分尺检测对称工作面之间的距离，
B2为精磨后外径千分尺检测对称工作面之间的距离。
本发明与现有技术相比具有以下效果：
这本发明的磨削方法，在机床无在线检测系统、检测与加工分离的情况下，实现工件精准磨削的目的，方法简单、实用，加工效率高，可实现工件尺寸及形位公差的高精度控制，加工产品合格率高，完全满足工件加工要求。
附图说明
图1为工件(半联轴器)的俯视示意图；
图2为图1的左剖视示意图；
图3为粗磨装夹示意图；
图4为精磨装夹示意图；
图5为机械内涨紧式工装的主剖视示意图；
图6为机械内涨紧式工装的俯视示意图；
图7为涨紧销钉的主视示意图；
图8为工件第一内孔最低点的位置示意图。
具体实施方式
具体实施方式一：结合图1～图8说明本实施方式，本实施方式的一种半联轴器工作面精准磨削方法，步骤如下：
一、粗磨：
采用机械内涨紧式工装1，通过涨紧工件100第一内孔100-1实现对工件100的装夹；
装夹后采用对称磨削方式对工件100进行工作面100-2的粗磨，即磨削完一个工作面100-2后，移动磨削主轴开始磨削其对称工作面100-2，磨削完一组对称工作面100-2后，按照同样的方法磨削相邻工作面100-2，直到将所有工作面100-2全部粗磨完成；
粗磨后，在机床主轴上安装千分表，用千分表打工件第一内孔最低点200及磨削后的工作面，机床主轴沿机床Y方向移动，使千分表打在工件工作面上的读数与打在工件第一内孔最低点200处的读数相同，并记录千分表在工件第一内孔最低点时的机床Y轴数显值Y1和千分表在磨削后工作面时的机床Y轴数显值Y2，结合实际测量的工件第一内孔直径值D实，根据公式A1＝Y2-Y1-D实/2 (公式一)计算出粗磨后的工作面100-2至轴心的距离A1，控制磨削尺寸，若计算所得出的粗磨后工作面100-2至轴心的距离A1使精磨余量大于0.10mm，则继续进行粗磨，然后重复上述步骤，直到控制精磨余量在0.05mm～0.10mm之间，
其中第一内孔最低点的判定方法为：表针打在工件内孔处，机床主轴沿机床X方向移动，观察千分表指针摆情况，千分表读数最小时即为第一内孔最低点位置；
二、粗磨后采用三坐标测量仪检测各工作面100-2至轴心距离，准确确定各工作面100-2的精磨余量；
三、精磨：
通过工件本身的台肩孔100-4，利用压板2及压紧螺栓3直接将工件100压紧在机床工作台上，实现对工件的装夹；
装夹后采用与粗磨相同的对称磨削方式对工件100进行工作面100-2的精磨；在进行精磨期间，通过外径千分尺测量两对称工作面100-2间的距离以控制各工作面100-2的实际去除量，实际去除量(即精磨余量)的计算公式为：
其中，Q为实际去除量，
C为通过三坐标检测得到的工作面100-2至轴心距离值，
A为图纸理论上的工作面100-2至轴心距离值，
B1为精磨前外径千分尺检测对称工作面100-2之间的距离，
B2为精磨后外径千分尺检测对称工作面100-2之间的距离。
采用对称磨削方式进行对工件100的粗磨及精磨，有利于控制相互对称的两对称工作面(基准B)的平行度要求。
利用工件内部本身的台肩孔100-4，直接将工件压紧在机床工作台上，避免了工装装夹的误差积累，有利于控制各工作面100-2相对第一内孔的母线(基准C)的平行度要求。
采用先粗磨后为精磨留加工余量，再三坐标检测实际精磨余量，最后精磨及通过外径千分尺辅助检测及控制实际去除量的磨削方法，将机床加工、三坐标测量仪及外径千分尺检测有机结合，同时采用对称磨削方式，对半联轴器工作面实现精准磨削。
粗磨后为精磨留0.05mm～0.10mm的加工余量，既保证了精磨时有足够的余量，又可使余量不会因为太大而导致精磨尺寸难以控制。
具体实施方式二：精磨前利用机床专用砂轮修整工具精修砂轮。如此设计，有利于提高工作面100-2的平面度要求。其它组成与连接关系与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：结合图3、图5、图6和图7说明本实施方式，机械内涨紧式工装1包括底座1-1、涨紧定位柱1-2及涨紧销钉1-3，底座1-1的上部加工有定位台肩1-5，底座1-1的下端沿圆周方向均布设置有若干长孔1-1-1且通过螺栓与机床工作台固定，涨紧定位柱1-2位于底座1-1的上端且涨紧定位柱1-2的中心位置开设有锥销孔1-2-1，涨紧定位柱1-2沿其圆周方向均布开设有若干膨胀缝1-2-2且每条膨胀缝1-2-2均指向轴心设置，涨紧定位柱1-2与底座1-1通过涨紧销钉1-3固接。如此设计，定位台肩1-5与机床工作台表面平行设置，保证定位台肩1-5上工件与机床工作台表面的平行度要求，涨紧销钉1-3落入锥销孔1-2-1并旋紧后，通过膨胀缝1-2-2的作用使涨紧定位柱1-2向四周涨开，以达到涨紧工件的作用，此机械内涨紧式工装结构简单、实用，使用方便，装夹可靠，便于工件加工过程中对工件的检测，制造简单，成本低，完全满足工件的装夹加工要求，膨胀缝1-2-2为U型结构。其它组成与连接关系与具体实施方式一或二相同。
具体实施方式四：结合图3和图5说明本实施方式，涨紧定位柱1-2与底座1-1接触的位置加工有辅助涨开环槽1-2-3。如此设计，有利于涨紧定位柱1-2的涨开。其它组成与连接关系与具体实施方式三相同。
具体实施方式五：结合图3、图5、图6和图7说明本实施方式，底座1-1上的长孔1-1-1数量为四个，涨紧定位柱1-2上的膨胀缝1-2-2数量为六个。其它组成与连接关系与具体实施方式四相同。
具体实施方式六：结合图3和图7说明本实施方式，涨紧销钉1-3包括位于涨紧定位柱1-2内的锥销段1-3-1及与底座1-1螺纹连接的螺钉段1-3-2，锥销段1-3-1固接在螺钉段1-3-2的顶端，锥销段1-3-1的锥度为5°±5′。其它组成与连接关系与具体实施方式五相同。
具体实施方式七：结合图3说明本实施方式，涨紧定位柱1-2与工件的第一内孔100-1为间隙配合。如此设计，使工件顺利的套装在涨紧定位柱1-2上。其它组成与连接关系与具体实施方式四或六相同。

Claims (7)

1.一种半联轴器工作面精准磨削方法，其特征在于：步骤如下：
一、粗磨：
采用机械内涨紧式工装(1)，通过涨紧工件(100)第一内孔(100-1)实现对工件(100)的装夹；
装夹后采用对称磨削方式对工件(100)进行工作面(100-2)的粗磨，即磨削完一个工作面(100-2)后，移动磨削主轴开始磨削其对称工作面(100-2)，磨削完一组对称工作面(100-2)后，按照同样的方法磨削相邻工作面(100-2)，直到将所有工作面(100-2)全部粗磨完成；
粗磨后，在机床主轴上安装千分表，用千分表打工件第一内孔最低点(200)及磨削后的工作面，机床主轴沿机床Y方向移动，使千分表打在工件工作面上的读数与打在工件第一内孔最低点(200)处的读数相同，并记录千分表在工件第一内孔最低点时的机床Y轴数显值Y1和千分表在磨削后工作面时的机床Y轴数显值Y2，结合实际测量的工件第一内孔直径值D实，根据公式A1＝Y2-Y1-D实/2 (公式一)计算出粗磨后的工作面(100-2)至轴心的距离A1，控制磨削尺寸，若计算所得出的粗磨后工作面(100-2)至轴心的距离A1使精磨余量大于0.10mm，则继续进行粗磨，然后重复上述步骤，直到控制精磨余量在0.05mm～0.10mm之间，
其中第一内孔最低点的判定方法为：表针打在工件内孔处，机床主轴沿机床X方向移动，观察千分表指针摆情况，千分表读数最小时即为第一内孔最低点位置；
二、粗磨后采用三坐标测量仪检测各工作面(100-2)至轴心距离，准确确定各工作面(100-2)的精磨余量；
三、精磨：
通过工件本身的台肩孔(100-4)，利用压板(2)及压紧螺栓(3)直接将工件(100)压紧在机床工作台上，实现对工件的装夹；
装夹后采用与粗磨相同的对称磨削方式对工件(100)进行工作面(100-2)的精磨；在进行精磨期间，通过外径千分尺测量两对称工作面(100-2)间的距离以控制各工作面(100-2)的实际去除量，实际去除量(即精磨余量)的计算公式为：
其中，Q为实际去除量，
C为通过三坐标检测得到的工作面(100-2)至轴心距离值，
A为图纸理论上的工作面(100-2)至轴心距离值，
B1为精磨前外径千分尺检测对称工作面(100-2)之间的距离，
B2为精磨后外径千分尺检测对称工作面(100-2)之间的距离。
2.根据权利要求1所述的一种半联轴器工作面精准磨削方法，其特征在于：精磨前利用机床专用砂轮修整工具精修砂轮。
3.根据权利要求1或2所述的一种半联轴器工作面精准磨削方法，其特征在于：机械内涨紧式工装(1)包括底座(1-1)、涨紧定位柱(1-2)及涨紧销钉(1-3)，底座(1-1)的上部加工有定位台肩(1-5)，底座(1-1)的下端沿圆周方向均布设置有若干长孔(1-1-1)且通过螺栓与机床工作台固定，涨紧定位柱(1-2)位于底座(1-1)的上端且涨紧定位柱(1-2)的中心位置开设有锥销孔(1-2-1)，涨紧定位柱(1-2)沿其圆周方向均布开设有若干膨胀缝(1-2-2)且每条膨胀缝(1-2-2)均指向轴心设置，涨紧定位柱(1-2)与底座(1-1)通过涨紧销钉(1-3)固接。
4.根据权利要求3所述的一种半联轴器工作面精准磨削方法，其特征在于：涨紧定位柱(1-2)与底座(1-1)接触的位置加工有辅助涨开环槽(1-2-3)。
5.根据权利要求4所述的一种半联轴器工作面精准磨削方法，其特征在于：底座(1-1)上的长孔(1-1-1)数量为四个，涨紧定位柱(1-2)上的膨胀缝(1-2-2)数量为六个。
6.根据权利要求5所述的一种半联轴器工作面精准磨削方法，其特征在于：涨紧销钉(1-3)包括位于涨紧定位柱(1-2)内的锥销段(1-3-1)及与底座(1-1)螺纹连接的螺钉段(1-3-2)，锥销段(1-3-1)固接在螺钉段(1-3-2)的顶端，锥销段(1-3-1)的锥度为5°±5′。
7.根据权利要求4或6所述的一种半联轴器工作面精准磨削方法，其特征在于：涨紧定位柱(1-2)与工件的第一内孔(100-1)为间隙配合。
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