[發明專利]多邊形基于恒磨除率變速非圓磨削方法

有效

• 申請號: 201010255458.3
• 申請日: 2010-08-17
• 公開（公告）號: CN102059592A
• 公開（公告）日: 2011-05-18
• 發明（設計）人: 姚振強;張滿朝;胡俊;張雪萍
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: B24B1/00
• 分類號: B24B1/00
• 代理公司: 上海交達專利事務所 31201
• 代理人: 王錫麟;王桂忠

技術領域

本發明涉及的是一種機械加工技術領域的方法，具體是一種多邊形基于恒磨除率變速非圓磨削方法。

背景技術

磨削是一種重要的精加工方法，與其它的加工方法相比，磨削具有加工精度高、獲得表面質量好、能加工高硬度材料等優點，因而通常作為高質量要求零件的最終精加工手段。傳統磨削加工對象為截面為圓的工件，對于非圓截面回轉工件，不能使用傳統的磨削方法來進行加工。現有的非圓磨削技術一般分為兩種：(1)通過多軸多維聯動軌跡磨削技術；(2)C軸與X軸聯動切點跟蹤非圓磨削技術。其中，C軸與X軸聯動切點跟蹤非圓磨削技術，通過采用計算機數控技術，根據建立的工件磨削運動數學模型，控制X軸方向上砂輪的橫向進給和C軸工件回轉運動聯動插補，使砂輪與工件保持接觸，而完成磨削來實現。

經過對現有技術的檢索發現，中國專利文獻號CN101323099A，記載了一種“凸輪非圓磨削基于恒接觸弧長的變速控制方法”該技術針對凸輪非圓磨削中如何保證磨削量恒定的問題，給出了根據接觸弧長恒定原則控制工件變速回轉的非圓磨削控制數學模型；中國專利文獻號CN1943986A，記載了一種“曲軸非圓磨削運動控制數學模型”該技術以切點沿連桿預頸恒線速度運動為基礎，按恒磨除率控制，建立控制數字模型。

進一步檢索發現，2006年上海大學博士學位論文，吳剛華“曲軸非圓磨削軌跡控制關鍵技術研究”，其中針對曲軸提出了以恒線速度運動為基礎的帶恒磨除率補償曲軸非圓加工的運動模型；2006年湖南大學博士學位論文，章振華發表的“切點跟蹤及其關鍵技術在凸輪軸磨削中的應用”，對凸輪軸的切點跟蹤磨削建立了兩個運動模型，一個是砂輪架的橫向運動模型；另一個是工件轉速的運動模型。

該現有技術僅針對截面為圓弧組成的曲軸以及凸輪兩種零件的磨削控制方法，而對截面由直線段組成的零件的恒磨除率變速磨削方法并未加以研究。

發明內容

本發明針對現有技術存在的上述不足，提供一種多邊形基于恒磨除率變速非圓磨削方法，通過過山法使其達到能磨削任意多邊形，可以較好的保證多邊形磨削時加工精度和表面質量。

本發明通過以下技術方案實現，本發明通過首先確定磨削初始位置，然后按等步距使用過山處理法，對多邊形工件的每條邊上的磨削點進行尋值以確定磨削點對應的工件轉角及砂輪架橫移距離，最后通過變速旋轉多邊形工件使磨削點的線速度與基準線速度相同，實現恒磨除率變角速度非圓磨削。

所述的確定磨削初始位置是指：將多邊形工件裝夾至磨床頭架，以砂輪中心到多邊形工件的旋轉中心連線為起始角度0度；確定多邊形工件對應的起始磨削邊及磨削點、基準線速度和步距。

所述的過山處理法是指：對多邊形一條邊，做過工件旋轉中心的邊的垂點，根據多邊形旋轉方向，按邊與砂輪接磨削磨削觸點與垂點的相互位置關系遍歷整條邊。

所述的按等步距使用過山法是指：對多邊形工件的每條邊，分別做如下處理：

(1)根據多邊形旋轉方向，按垂點分割邊；

(2)根據邊與砂輪接觸點的位置，分別按照上山處理法和下山處理法確定磨削點對應的工件轉角及砂輪架橫移距離；

(3)根據得出的砂輪架位置和工件轉角，按照線速度恒定原則，確定磨削點的速度并轉換為此刻的工件角速度。

所述的上山處理法是指：對多邊形工件的一條邊，做過多邊形工件的旋轉中心的邊的垂點，根據多邊形工件的旋轉方向，當該邊與砂輪磨削接觸點朝向垂點運動，即砂輪中心到多邊形工件的旋轉中心連線與垂點到多邊形工件的旋轉中心連線的夾角逐漸減小。

所述的下山處理法是指：對多邊形工件一條邊，做過多邊形工件的旋轉中心的邊的垂點，根據多邊形工件的旋轉方向，當該邊與砂輪接磨削觸點遠離垂點運動，即砂輪中心到多邊形工件的旋轉中心連線與垂點到多邊形工件的旋轉中心連線的夾角逐漸增大。

本發明與現有技術相比，可以實現以直線元素為截面的多邊形的基于恒線速度及恒定的磨削去除率的非圓磨削方法，可根據精度要求確定單位時間內步距的變化量，變量確定方便，可以避免恒角速度帶來的磨削力變化而引起的加工沖擊與對加工質量的影響，可提高加工效率及精度要求，方法靈活便于實現。

附圖說明

圖1為本發明矩形工件磨削示意圖；

圖2為本發明矩形工件磨削示意圖；

具體實施方式

下面對本發明的實施例作詳細說明，本實施例在以本發明技術方案為前提下進行實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本發明的保護范圍不限于下述的實施例。

如圖1和圖2所示，本實施例具體步驟如下：