CN112157489B - 一种薄壁零件变磨削力加工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种薄壁零件的变磨削力加工方法。薄壁零件从开始磨削加工到结束磨削加工，磨削力由最大磨削力逐渐减小，其在最后磨削加工完成时减小为零；具体是在磨削工具所在旋转轴上套装测力轴承，即带压力传感器的轴承，旋转轴通过测力轴承套装在轴承座上，轴承座保持固定，磨削工具对薄壁零件的表面进行磨削。本发明通过制磨削力的大小由最大值递减至零，既保证了加工的效率，又使得薄壁零件因磨削力产生的变形大大减小，使得加工精度大大提高。

Description

一种薄壁零件变磨削力加工方法
技术领域
本发明涉及一种零件磨削加工方法，尤其是涉及一种薄壁零件变磨削力加工方法。
背景技术
磨削加工薄壁零件，普通磨削加工方法在磨削时由于磨削力作用会产生弹性形变，加工结束时弹性形变恢复，造成较大加工误差。而变磨削力加工方法，在磨削元件上安装压电传感器实时监控和改变磨削力的大小，在磨削加工时磨削力由最大磨削力逐渐减小，在加工完成时磨削力减小为零。根据Archard磨损定律。在零件表面硬度以及滑动距离一定时，磨削体积与磨削力成正比，在薄壁零件处于弹性变形阶段时，弹性形变与磨削力正相关。Archard磨损定律公式，如下式所示：
Figure BDA0002713570960000011
式中，V—磨削体积；FN—磨削力；H—零件表面硬度；d—滑动距离；Kabr—磨损系数。
发明内容
为了解决背景技术中普通磨削加工方法磨削力造成薄壁零件形变产生加工误差的问题，本发明的目的在于提供一种高精度薄壁零件变磨削力加工方法。
本发明采用的技术方案是：
薄壁零件从开始磨削加工到结束磨削加工，磨削力由最大磨削力逐渐减小，其在最后磨削加工完成时减小为零。
所述的薄壁零件的厚度尺寸量级小于零件整体的尺寸量级至少一个以上。
所述被加工的薄壁零件的零件表面硬度均匀一致，磨削滑动距离一定。
根据Archard磨损定律，在零件表面硬度时，磨削体积与磨削力成正比，通过控制变磨削力控制磨削体积，能完成所需加工量。
在磨削工具所在旋转轴上套装测力轴承，即带压力传感器的轴承，旋转轴通过测力轴承套装在轴承座上，轴承座保持固定，磨削工具对薄壁零件的表面进行磨削。
所述的磨削工具为磨削砂轮。
所述的测力轴承为带压力传感器的轴承，在轴承的承压内表面上安装一个应变片作为压力传感器来检测压力进而反馈控制磨削工具所在旋转轴的旋转和向薄壁零件表面的压力。
薄壁零件进行磨削加工时处于弹性变形阶段，磨削力与薄壁零件的弹性变形成正相关，本发明变磨削力加工方法在加工结束时磨削力为零，弹性形变为零。
本发明具有的有益效果是：
本发明通过制磨削力的大小由最大值递减至零，既保证了加工的效率，又使得薄壁零件因磨削力产生的变形大大减小，使得加工精度大大提高。
附图说明
图1是磨床磨削薄壁零件加工的立体图。1是被加工的薄壁零件，2是磨削砂轮。
图2是磨削加工时磨具与被加工零件磨削部位的剖视图。δ是加工零件时零件的变形量。
图3是转轴安装在带有压力传感器轴承的立体图。3是带压力传感器的轴承。
图4是是磨削时磨盘位置与带压力传感器轴承位置的位置关系图。
具体实施方式
下面将结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。
薄壁零件从开始磨削加工到结束磨削加工，磨削力由最大磨削力逐渐减小，其在最后磨削加工完成时减小为零。
在磨削工具所在旋转轴上套装测力轴承，即带压力传感器的轴承，旋转轴通过测力轴承套装在轴承座上，轴承座保持固定，磨削工具对薄壁零件的表面进行磨削。其中薄壁零件固定，磨具改变磨削力的大小以及改变磨削位置。
具体实施中，如图1和图3所示，被加工的薄壁零件1成筒状，磨削工具为磨削砂轮2，磨削砂轮2同轴套装在旋转轴上，磨削砂轮2位于薄壁零件1内并对内壁表面进行磨削。旋转轴的两端均套装有测力轴承，测力轴承套装在轴承座的孔内进行力的支撑，测力轴承的内圈配合套装与旋转轴外，测力轴承的外圈和轴承座的孔配合套装。
测力轴承为带压力传感器的轴承3，在轴承3的承压内表面上安装一个应变片作为压力传感器，来检测压力进而反馈控制磨削工具所在旋转轴的旋转和向薄壁零件表面的压力。
通过压力传感器测量磨削砂轮与薄壁零件表面间的压力。如图2所示，是磨削加工时磨具与被加工零件磨削部位的剖视图，δ是磨具接触被加工零件表面时被加工零件表面产生的弹性变形。
采用油缸或者电缸带动磨削砂轮所在旋转轴微位移改变磨削力，在磨削过程中，油缸或者电缸提供的磨削压力由最大逐步减小到零压力，弹性变形δ也从最大到零。在磨削压力为零时，工件的弹性变形δ完全恢复，得到的磨削零件具有好的尺寸精度，实现了高精度的工件磨削加工。
如图4所示，旋转轴两端的测力轴承分别为测力轴承A、测力轴承B，设测力轴承A测得压力为F1，测力轴承B测得压力为F2，磨削砂轮与被加工薄壁零件之间的压力为FM，则得到两端压力传感器与磨削砂轮压力之间的关系：
Figure BDA0002713570960000031
a、b分别表示测力轴承A、测力轴承B到磨削砂轮之间的轴向距离，通过上述测量获得磨削力FM，磨削砂轮与薄壁零件表面间的压力。
本发明的工作原理过程是：
在磨削加工薄壁零件时，普通磨削加工方法在磨削时由于磨削力作用会产生弹性形变，加工结束时弹性形变恢复，造成较大加工误差。
由此同本发明的变磨削力加工方法和处理结构，在磨削元件上安装压电传感器实时监控和改变磨削力的大小，在磨削加工时磨削力由最大磨削力逐渐减小，在加工完成时磨削力减小为零。弹性形变与磨削力正相关，加工结束时不会产生弹性形变，大大提高磨削精度。
上述具体实施方式用来解释说明本发明，而不是对本发明进行限制，在本发明的精神和权利要求的保护范围内，对本发明作出的任何修改和改变，都落入本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种薄壁零件变磨削力加工方法，其特征在于：
薄壁零件从开始磨削加工到结束磨削加工，磨削力由最大磨削力逐渐减小，其在最后磨削加工完成时减小为零，弹性变形也从最大减小为零；
磨削工具为磨削砂轮；
被加工的薄壁零件成筒状，磨削砂轮同轴套装在旋转轴上，磨削砂轮位于薄壁零件内并对内壁表面进行磨削；
所述被加工的薄壁零件的零件表面硬度均匀一致。
2.根据权利要求1所述的一种薄壁零件变磨削力加工方法，其特征在于：
在磨削工具所在旋转轴上套装测力轴承，旋转轴通过测力轴承套装在轴承座上，轴承座保持固定，磨削工具对薄壁零件的表面进行磨削。
3.根据权利要求2所述的一种薄壁零件变磨削力加工方法，其特征在于：
所述的测力轴承为带压力传感器的轴承，在轴承的承压内表面上安装一个应变片作为压力传感器来检测压力进而反馈控制磨削工具所在旋转轴的旋转和向薄壁零件表面的压力。
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