CN108044531B - 一种用于多工序合并磨削的金刚石滚轮制造方法 - Google Patents

Abstract

一种用于多工序合并磨削的金刚石滚轮制造方法，步骤为：制备样板刀具，刀头部位加工有a×b台阶面，a台阶面与刀具工作面定位点公差为±0.005mm；通过样板刀具在阴模上加工出a′×b′台阶面；阴模上砂，上砂部位为阴模型面和a′台阶面，不上砂部位为b′台阶面和两台阶面交线；阴模电镀；将电镀后阴模与芯轴及低熔点合金固结为一体；进行剥壳，先将阴模上b′台阶面的非上砂面车削掉，直到a′台阶面完全露出，a′台阶面为轴向定位基准面，其作为为加工基准并车削出上端面，保证a′台阶面与上端面尺寸公差为±0.01mm，将径向定位基准面和工作面非上砂面车削掉，间接保证了上端面与工作面定位点之间、径向定位基准面与工作面定位点之间的尺寸公差为±0.02mm。

Description

一种用于多工序合并磨削的金刚石滚轮制造方法

技术领域

本发明属于金刚石滚轮制造技术领域，特别是涉及一种用于多工序合并磨削的金刚石滚轮制造方法。

背景技术

为了提高航空发动机叶片的加工效率，五坐标数控缓进给磨床的应用越来越多，该磨床自带砂轮库，可根据编制的数控程序自动从砂轮库中调用相应金刚石滚轮，并通过相应金刚石滚轮对叶片对应型面进行磨削加工，而与传统叶片磨削加工工艺相比，需要将多个磨削工序进行合并，导致用于多工序合并磨削的金刚石滚轮与传统工艺下的金刚石滚轮相比存在以下区别：用于多工序合并磨削的金刚石滚轮，需要以该金刚石滚轮一侧端面作为磨床的轴向定位和找正基准，并以该金刚石滚轮外径实际值作为磨床的径向定位和找正基准，同时以轴向和径向定位基准编制数控程序，且对于轴向定位基准来说，轴向定位基准面(金刚石滚轮一侧端面)到各工序工作面定位点均有±0.02mm的尺寸公差要求，对于径向定位基准来说，需要给出金刚石滚轮外径的实际值，在编制数控程序时需要带入金刚石滚轮外径的实际值。

对于上述这些技术要求来说，传统工艺下的金刚石滚轮是完全不存在的，由于不需要有轴向定位基准面(金刚石滚轮一侧端面)与各工序工作面定位点之间的精确定位关系，因此只需保证金刚石滚轮的工作面之间的尺寸关系即可。但是，在多工序合并磨削工艺条件下，传统工艺下的金刚石滚轮无法满足加工要求，而传统的金刚石滚轮制造方法又只能满足常规金刚石滚轮的制造，因此研发全新的金刚石滚轮制造方法势在必行。

目前，为了制造出用于多工序合并磨削的金刚石滚轮，现阶段只能通过对金刚石滚轮后期型面修整方式，才能满足金刚石滚轮轴向定位基准面(金刚石滚轮一侧端面)与工作面定位点之间的定位关系，但这种通过型面修整方式获得的金刚石滚轮，金刚石滚轮工作面的变形量大，且很难修整出轴向定位基准面(金刚石滚轮一侧端面)与工作面定位点之间的尺寸，一旦出现超差，只能报废。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种用于多工序合并磨削的金刚石滚轮制造方法，完全摒弃了传统的型面修整工序，能够一次性实现轴向定位基准面(金刚石滚轮一侧端面)与工作面定位点之间的尺寸要求，且尺寸公差能够准确控制在±0.02mm，最终实现金刚石滚轮的一次加工成型。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种用于多工序合并磨削的金刚石滚轮制造方法，包括如下步骤：

步骤一：制备样板刀具，在样板刀具的刀头部位上端加工有a×b台阶面，其中台阶面a为样板刀具的辅助定位基准面，且辅助定位基准面与样板刀具型面上工作面定位点的尺寸公差为±0.005mm；

步骤二：通过样板刀具在阴模内腔表面车削出阴模型面，并通过样板刀具的a×b台阶面在阴模上加工出a′×b′台阶面；

步骤三：将加工有阴模型面的阴模进行上砂工序，上砂部位需要严格控制，其中需要上砂的部位为阴模型面和a′台阶面，不上砂的部位为b′台阶面和a′台阶面与b′台阶面的环形交线；

步骤四：将完成上砂工序后的阴模进行电镀工序，以在阴模内腔表面形成一层镀镍层；

步骤五：将完成电镀工序后的阴模与芯轴进行配装，在阴模与芯轴之间浇注低熔点合金，使阴模、低熔点合金及芯轴成为一体；

步骤六：进行剥壳工序，首先将阴模上b′台阶面的非上砂面车削掉，直到a′台阶面完全露出，此时a′台阶面将作为金刚石滚轮轴向定位基准面，然后以金刚石滚轮轴向定位基准面为加工基准，继续车削加工出金刚石滚轮上端面，保证金刚石滚轮轴向定位基准面与金刚石滚轮上端面之间的尺寸公差为±0.01mm，最后将金刚石滚轮径向定位基准面和金刚石滚轮工作面的非上砂面车削掉，则间接保证了金刚石滚轮上端面与金刚石滚轮工作面定位点之间的尺寸公差为±0.02mm，同时保证了金刚石滚轮径向定位基准面与金刚石滚轮工作面定位点之间的尺寸公差也为±0.02mm。

本发明的有益效果：

本发明与现有技术相比，完全摒弃了传统的型面修整工序，能够一次性实现轴向定位基准面(金刚石滚轮一侧端面)与工作面定位点之间的尺寸要求，且尺寸公差能够准确控制在±0.02mm，最终实现金刚石滚轮的一次加工成型。

附图说明

图1为本发明采用的样板刀具示意图；

图2为图1中I部放大图；

图3为利用样板刀具车削阴模型面时的示意图；

图4为加工有阴模型面的阴模示意图；

图5为图4中II部放大图；

图6为由阴模、低熔点合金及芯轴构成的组合体示意图；

图7为加工好的金刚石滚轮示意图；

图中，A—金刚石滚轮轴向定位基准面，B—金刚石滚轮工作面定位点，C—金刚石滚轮径向定位基准面，D—金刚石滚轮工作面，E—金刚石滚轮上端面，F—a′台阶面与b′台阶面的环形交线，B′—样板刀具型面上工作面定位点，D′—阴模型面，1—样板刀具，2—阴模，3—镀镍层，4—芯轴，5—低熔点合金。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的详细说明。

一种用于多工序合并磨削的金刚石滚轮制造方法，包括如下步骤：

步骤一：制备如图1、2所示的样板刀具1，在样板刀具1的刀头部位上端加工有a×b台阶面，其中台阶面a为样板刀具的辅助定位基准面，且辅助定位基准面与样板刀具型面上工作面定位点B′的尺寸公差为±0.005mm；本实施例中，a为0.5mm，b为2.5mm；

步骤二：如图3所示，通过样板刀具1在阴模2内腔表面车削出阴模型面D′，并通过样板刀具1的a×b台阶面在阴模2上加工出如图4、5所示的a′×b′台阶面；本实施例中，a′为0.5mm，b′为2.0mm；

步骤三：将加工有阴模型面D′的阴模2进行上砂工序，上砂部位需要严格控制，其中需要上砂的部位为阴模型面D′和a′台阶面，不上砂的部位为b′台阶面和a′台阶面与b′台阶面的环形交线F；

步骤四：将完成上砂工序后的阴模2进行电镀工序，以在阴模2内腔表面形成一层镀镍层3；

步骤五：将完成电镀工序后的阴模2与芯轴4进行配装，在阴模2与芯轴4之间浇注低熔点合金5，使阴模2、低熔点合金5及芯轴4成为一体，如图6所示；

步骤六：进行剥壳工序，首先将阴模2上b′台阶面的非上砂面车削掉，直到a′台阶面完全露出，此时a′台阶面将作为金刚石滚轮轴向定位基准面A，然后以金刚石滚轮轴向定位基准面A为加工基准，继续车削加工出金刚石滚轮上端面E，保证金刚石滚轮轴向定位基准面A与金刚石滚轮上端面E之间的尺寸公差为±0.01mm，最后将金刚石滚轮径向定位基准面C和金刚石滚轮工作面D的非上砂面车削掉，则间接保证了金刚石滚轮上端面E与金刚石滚轮工作面定位点B之间的尺寸公差为±0.02mm，同时保证了金刚石滚轮径向定位基准面C与金刚石滚轮工作面定位点B之间的尺寸公差也为±0.02mm，最终产品如图7所示。

在利用本发明制造金刚石滚轮是过程中，首次提出了轴向定位基准面的基准转换概念，且全新的轴向定位基准面直接首先体现在样板刀具1上以及上砂工序中，通过样板刀具1上的a×b台阶面获得阴模2上a′×b′台阶面，而a′台阶面则作为基准转换后的轴向定位基准面，保证了在电镀工序后，只需通过普通车削加工，就可实现金刚石滚轮的一次加工成型，彻底摒弃了传统的型面修磨工序。

实施例中的方案并非用以限制本发明的专利保护范围，凡未脱离本发明所为的等效实施或变更，均包含于本案的专利范围中。

Claims (1)

1.一种用于多工序合并磨削的金刚石滚轮制造方法，其特征在于包括如下步骤：

步骤一：制备样板刀具，在样板刀具的刀头部位上端加工有a×b台阶面，其中台阶面a为样板刀具的辅助定位基准面，且辅助定位基准面与样板刀具型面上工作面定位点的尺寸公差为±0.005mm；

步骤二：通过样板刀具在阴模内腔表面车削出阴模型面，并通过样板刀具的a×b台阶面在阴模上加工出a′×b′台阶面；

步骤三：将加工有阴模型面的阴模进行上砂工序，上砂部位需要严格控制，其中需要上砂的部位为阴模型面和a′台阶面，不上砂的部位为b′台阶面和a′台阶面与b′台阶面的环形交线；

步骤四：将完成上砂工序后的阴模进行电镀工序，以在阴模内腔表面形成一层镀镍层；

步骤五：将完成电镀工序后的阴模与芯轴进行配装，在阴模与芯轴之间浇注低熔点合金，使阴模、低熔点合金及芯轴成为一体；

步骤六：进行剥壳工序，首先将阴模上b′台阶面的非上砂面车削掉，直到a′台阶面完全露出，此时a′台阶面将作为金刚石滚轮轴向定位基准面，然后以金刚石滚轮轴向定位基准面为加工基准，继续车削加工出金刚石滚轮上端面，保证金刚石滚轮轴向定位基准面与金刚石滚轮上端面之间的尺寸公差为±0.01mm，最后将金刚石滚轮径向定位基准面和金刚石滚轮工作面的非上砂面车削掉，则间接保证了金刚石滚轮上端面与金刚石滚轮工作面定位点之间的尺寸公差为±0.02mm，同时保证了金刚石滚轮径向定位基准面与金刚石滚轮工作面定位点之间的尺寸公差也为±0.02mm。