[發明專利]一種磨床主軸中心高誤差校正方法

無效

• 申請號: 201210167481.6
• 申請日: 2012-05-23
• 公開（公告）號: CN102672602A
• 公開（公告）日: 2012-09-19
• 發明（設計）人: 張昱
• 申請（專利權）人: 浙江師范大學
• 主分類號: B24B41/04
• 分類號: B24B41/04
• 代理公司: 金華科源專利事務所有限公司 33103
• 代理人: 黃飛

技術領域

本發明屬于機械加工技術領域，具體是一種磨床主軸中心高誤差校正方法。

背景技術

在精密加工與超精密加工領域，磨削加工常常作為工藝流程中的最終加工工序使機械零件達到設計要求。零件的表面尺寸和幾何精度可以直接影響產品的使用質量及壽命。在加工曲軸連桿頸等偏心零件時切點跟蹤磨削法具有加工柔性高，效率高等諸多突出優點。但其加工精度依賴于精確的幾何模型，機床的幾何誤差會大大影響曲軸圓度。在隨動磨削中如果機床的幾何參數有偏差，將直接影響連桿頸的圓度。而在加工過程中，一些幾何參數的變動和偏差是不可避免的，并且很難甚至無法在加工時進行精確的在線測量。特別是磨床主軸中心（即砂輪中心架中心）與機床回轉中心（即磨床轉臺中心）存在的高低偏差在安裝時很難完全消除，隨著環境或者磨削過程溫度變化也會導致中心高度產生偏差。主軸中心高誤差不僅可以引起磨削零件的尺寸誤差，還會引起較大的圓度誤差，必須在加工過程中進行數控補償。在實際機床調試中往往依靠豐富的經驗對誤差進行試湊數值的方法對其進行補償，存在著較大的盲目性。而如要采用專用激光檢測設備對現場磨削高度誤差進行檢測不僅安裝復雜，而且必然大大增加設備成本，降低效率同時其數據處理不便。在針對隨動磨削機床主軸中心高度誤差校正方面，目前還沒有一種方案科學合理、簡單易行的方法。

發明內容

本發明的目的是針對現有技術的不足，提供一種科學合理、誤差辨識精度高、校正效果良好的磨床主軸中心高誤差校正方法，該方法簡化了設備及數據處理，可提高磨削精度和生產效率。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：

一種磨床主軸中心高誤差校正方法，其特征在于：根據磨削工件參數，設置一系列的中心高誤差，可得對應的圓度系列數值參照系，當誤差系列足夠細密的時候，根據微元法原理和理論計算，可以得到中心高誤差值與圓度誤差之間有良好的線性關系；在數控系統中假定沒有主軸中心高度及其它幾何誤差，（即將參數都設為理想狀態而不進行數控補償），對試樣進行磨削，并測量試樣（如曲軸連桿頸）圓度，可以得到試樣輪廓圓度值及其對應的相位值；當主軸中心比轉臺回轉中心偏低時，圓度誤差峰峰值（即連桿頸橢圓輪廓的長軸）所在相位即負誤差敏感方向為相位0度和180度的連線，而主軸中心偏高引起的正誤差敏感方向則為相位90度和270度連線。將測量所得圓度誤差值對照工件圓度系列參照系，根據其線性關系求出該圓度誤差對應的磨床主軸中心高誤差值，再在數控系統中，對該中心高誤差進行數控補償，最終補償掉主軸中心高引起的圓度誤差。

本發明由于先根據磨削工件參數，設置一系列的中心高誤差，通過計算得到對應的圓度系列數值標準系，通過磨削試樣，檢測試樣的圓度，再根據后續磨削加工中得到的試樣圓度值折算成中心高誤差，從而用間接的方法實現磨床主軸高度誤差精確辨識并校正的方法，簡化了設備及數據處理，提高磨削精度和生產效率。

本發明方案合理、測量方法誤差辨識精度高，校正效果良好，適用于多種需要對磨床主軸中心高進行校正的領域。

附圖說明

圖1為本發明主軸中心高誤差引起的工件圓度誤差示意圖。

圖2為不同中心高誤差下連桿頸圓度誤差的大小及相位分布示意圖。

具體實施方式

如圖1所示，1為磨床轉臺，O₁為磨床回轉中心，2為磨削中的曲軸連桿頸，3為砂輪，O₂為砂輪中心。當O₁與O₂存在高度差Δh（即主軸中心高誤差）時，將引起磨削的連桿頸圓度誤差，其輪廓類似于橢圓，而其圓度誤差的峰值與Δh直接相關。結合圖2，Δh為正時圓度誤差峰值在相位90度和270度連線，而為負時，圓度峰峰值在相位0度和180度連線。

本發明一種磨床主軸中心高校正方法，具體步驟如下：

A、確定一定中心高誤差的對應圓度系列數值參照系

根據要磨削的工件參數，包括曲軸連桿頸偏心距、砂輪半徑以及連桿頸的磨削目標值，設置一系列的中心高誤差，通過計算可以得到對應的圓度系列數值參照系，如圖1所示，在一定范圍內即當參照點足夠密時，根據微元法原理和理論計算，圓度偏差值與引起其偏差的主軸高度誤差成線性關系，且其圓度峰峰值相位與主軸高度誤差關系明確，主軸比回轉中心高即誤差為正時，連桿頸圓度誤差峰峰值相位為90度和270度，誤差為負時相位為0度和180度；

B、試樣磨削及圓度測量