CN107971876B - 一种端面网纹加工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种端面网纹加工方法，本方法中给出图形关系式，由计算机软件模拟，并判断图形，得到适合参数进行加工。本方法工件磨削网纹的轨迹图形，比对图纸要求，找到最适运动轨迹，并得出最适磨削参数，加工效率高；工件端面加工出网纹，在一定程度上能够消除工件端面早期快速磨损，提高耐磨性；形成储油空间，降低表面摩擦力，减少磨损，延长工件的使用寿命。此方法可推广到有相对运动的摩擦副的表面加工中。

Description

一种端面网纹加工方法
技术领域
本发明属于机械加工技术领域，具体涉及一种端面网纹加工方法。
背景技术
齿轮高速转动时，齿轮端面与轴承端面之间相互摩擦而产生磨损。通过在齿轮端面加工出网纹，能够在齿轮端面与双排轴承端面形成油楔间隙，在油膜压力作用下，可以实现摩擦面的分开，从而为润滑作用创造了流体动压效果。基于齿轮端面的这些网纹而形成的储油空间，可降低表面摩擦力，提高耐磨性，在一定程度上能够消除或减少齿轮端面在使用初期的快速磨损，进而延长了齿轮、双排轴承的使用寿命。
目前，齿轮端面网纹加工一般采用外圆磨床磨削来实现。加工者需要反复调整尾座高度,长时间试加工来查看端面是否出现网纹，网纹的疏密程度、端面粗糙度等无法有规律地通过调整磨削参数达到图纸要求，只能通过不断改变参数试加工直至达到图纸要求为止，调试时间过长，且无法保证百分百调试成功。尤其是机床精度下降后，调试时间长、加工效率低的问题更为突出。
发明内容
针对上述现有技术中存在的问题，本发明的目的在于：提供一种可靠性强、加工效率高的端面网纹加工方法，通过在matlab软件中模拟工件磨削后的轨迹曲线，研究磨削环直径、砂轮转速、工件转速、磨削时间等工艺参数对网纹的疏密程度、粗糙度的影响，进而有效率地加工出图纸要求的端面网纹。
本发明的技术方案为提供1.一种端面网纹加工方法，将工件可转动地装夹，使得工件的回转中心轴线与砂轮轮面保持垂直，砂轮直径大于工件端面的最大宽度；将砂轮轮面修整出磨削环面，磨削环面的宽度为0.02mm～0.05mm；将磨削环面定位在工件端面上，所述工件端面为环面，使得在所述中心轴线方向上投影时，所述的磨削环面外圆与工件环面外圆相交，磨削环面外圆与工件环面内圆相切；包括以下步骤：
步骤1、给出工件端面内环半径、磨削环外环半径、工件转动角速度、磨削环转动角速度以及磨削时间的初始值；确定目标网纹图形；
步骤2、通过计算机软件根据网纹轨迹方程生成图形，网纹轨迹方程如下：
x＝(rc+rs)*cos(ωg*t)+rs*cos(ωs*t)；
y＝(rc+rs)*sin(ωg*t)+rs*sin(ωs*t)；
其中：rc—工件端面内环半径；
rs—磨削环外环半径；
ωg—工件转动角速度；
ωs—磨削环转动角速度；
t—磨削时间；
步骤3、判断生成的图形是否为网纹图形，如果生成图形为目标网纹图形，则将当前的工件转动角速度、磨削环转动角速度以及磨削时间的值作为加工参数，进入步骤4；如果生成图形不为目标网纹图形，则至少更改工件转动角速度、磨削环转动角速度以及磨削时间中之一的值，返回步骤2；
步骤4、根据步骤3得到的加工参数，对工件转动角速度、磨削环转动角速度和磨削时间进行设置，并对工件端面进行磨削。
进一步的，所述的磨削环外环半径为300mm～400mm。
进一步的，砂轮磨削环面粒度为80～120。
进一步的，所述计算机软件为matlab软件或mathcad软件。
进一步的，步骤3中，判断生成的图形是否为网纹图形时，判断依据为网纹线的弧度、网格面积、网纹线间距或网格密度。
另一种端面网纹加工方法，包括以下步骤：
步骤1、将工件可转动地装夹，使得工件的回转中心轴线与砂轮轮面保持垂直，砂轮直径大于工件端面的最大宽度；将砂轮轮面修整出磨削环面，磨削环外径为300mm～400mm，磨削环面的宽度为0.02mm～0.05mm；工件端面为环面；砂轮粒度为80～120；
步骤2、对工件端面进行磨削，将磨削环面定位在工件端面上，在所述中心轴线方向上投影，所述的磨削环与工件环面外圆相交，与环面内圆相切；在所述投影方向使得磨削环与工件环面靠拢磨削出圆弧纹路，磨削的磨削时间、工件转动角速度和砂轮转动角速度之间存在匹配关系，关系如下表所示：
Figure GDA0002390326330000021
Figure GDA0002390326330000031
本发明的有益效果主要体现在：
1、推算出磨削时间t、磨削环半径rs、待磨削工件转动角速度ωg、磨削环转动角速度ωs等磨削参数与网纹大小的关系；
2、利用matlab软件模拟工件磨削网纹的轨迹图形，比对图纸要求，找到最适运动轨迹，并得出最适磨削参数，加工效率高；
3、工件端面加工出网纹，在一定程度上能够消除工件端面早期快速磨损，提高耐磨性；形成储油空间，降低表面摩擦力，减少磨损，延长工件的使用寿命。
4、此方法可推广到有相对运动的摩擦副的表面加工中。
附图说明
图1为网纹图形示意图；
具体实施方式
下面通过操作实例来解释本发明中matlab模拟实现网纹加工的步骤：
对应加工出的不同尺寸的磨削环面，根据上述的技术方案，具体实施例参见下表所示，
表1磨削参数
Figure GDA0002390326330000032
Figure GDA0002390326330000041

Claims (5)

1.一种端面网纹加工方法，其特征在于：将工件可转动地装夹，使得工件的回转中心轴线与砂轮轮面保持垂直，砂轮直径大于工件端面的最大宽度；将砂轮轮面修整出磨削环面，磨削环面的宽度为0.02mm～0.05mm；将磨削环面定位在工件端面上，所述工件端面为环面，使得在所述中心轴线方向上投影时，所述的磨削环面外圆与工件环面外圆相交，磨削环面外圆与工件环面内圆相切；包括以下步骤：
步骤1、给出工件端面内环半径、磨削环外环半径、工件转动角速度、磨削环转动角速度以及磨削时间的初始值；确定目标网纹图形；
步骤2、通过计算机软件根据网纹轨迹方程生成图形，网纹轨迹方程如下：
x＝(rc+rs)*cos(ωg*t)+rs*cos(ωs*t)；
y＝(rc+rs)*sin(ωg*t)+rs*sin(ωs*t)；
其中：rc—工件端面内环半径；
rs—磨削环外环半径；
ωg—工件转动角速度；
ωs—磨削环转动角速度；
t—磨削时间；
步骤3、判断生成的图形是否为网纹图形，如果生成图形为目标网纹图形，则将当前的工件转动角速度、磨削环转动角速度以及磨削时间的值作为加工参数，进入步骤4；如果生成图形不为目标网纹图形，则至少更改工件转动角速度、磨削环转动角速度以及磨削时间中之一的值，返回步骤2；
步骤4、根据步骤3得到的加工参数，对工件转动角速度、磨削环转动角速度和磨削时间进行设置，并对工件端面进行磨削。
2.如权利要求1所述的一种端面网纹加工方法，其特征在于：所述的磨削环外环半径为300mm～400mm。
3.如权利要求1或2所述的一种端面网纹加工方法，其特征在于：砂轮磨削环面粒度为80～120。
4.如权利要求1或2所述的一种端面网纹加工方法，其特征在于：所述计算机软件为matlab软件或mathcad软件。
5.如权利要求1或2所述的一种端面网纹加工方法，其特征在于：步骤3中，判断生成的图形是否为网纹图形时，判断依据为网纹线的弧度、网格面积、网纹线间距或网格密度。
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