[發明專利]一種具有斷續表面特征零件的磨削加工方法

有效

• 申請號: 201210550465.5
• 申請日: 2012-12-14
• 公開（公告）號: CN103075920A
• 公開（公告）日: 2013-05-01
• 發明（設計）人: 鄭鵬;張琳娜;劉武發;陳磊;陶金偉;趙鳳霞
• 申請（專利權）人: 鄭州大學
• 主分類號: F42B14/02
• 分類號: F42B14/02
• 代理公司: 鄭州睿信知識產權代理有限公司 41119
• 代理人: 陳浩

技術領域

本發明涉及一種具有斷續表面特征零件的磨削加工方法，屬于磨削加工與檢測控制技術領域。

背景技術

磨加工主動測量技術有效地解決了傳統磨削加工存在產品一致性較差、質量不穩定、加工效率低的問題。磨加工主動測量控制儀是一種在線測量零件并能控制磨削進程的設備，廣泛應用于自動、半自動磨床。在磨削工作過程中始終進行在線零件尺寸測量，并將其尺寸變化量隨時傳遞給控制器，再由控制設備發出信號控制磨床的動作，可以有效提高了產品質量和生產效率。

在磨削加工中經常會遇到具有斷續表面特征的回轉類零件，比如：花鍵、齒輪、帶鍵（輪轂）槽的軸（孔）等，對這些回轉類零件進行在線磨加工過程，當碰到凹槽部位時，傳感裝置測頭進出凹槽測得尺寸發生突變，測量值的突變一方面會影響主動測量控制儀的測量精度，另一方面引起磨加工主動測量控制儀的誤判，導致磨削加工過程的中斷。

發明內容

本發明的目的是提供一種具有斷續表面特征零件的磨削加工方法，以解決具有斷續表面特征（如：鍵槽、輪轂槽、花鍵、齒輪凹槽等）的回轉類零件在自動磨削加工中，傳感裝置的測頭在進出零件斷續表面凹槽時會引起測量值的突變，測量值的突變一方面會影響主動測量控制儀的測量精度，另一方面如果不進行相關的數據實時處理，還會引起控制儀的動作誤判，導致磨加工過程中斷的問題。

本發明為解決上述技術問題而提供一種具有斷續表面特征零件的磨削加工方法，該磨削加工方法的步驟如下：

1）在磨削加工前根據回轉類零件的斷續表面特征及磨削加工狀態設定相應的參數，并將參數保存在數據庫中；

2）將待加工的回轉類零件安裝在磨床上進行磨削，判斷待加工的回轉類零件上的凹槽是否是周期性分布在零件的周向上，如果不是周期性分布，則進入步驟3），通過斷續修正法對測量數據進行處理；如果是周期性分布，則進入步驟4），通過同期特征補償法對測量數據進行處理；

3）所述斷續修正法為根據每一個采樣周期后零件尺寸的磨削變化量均等，將零件尺寸變化量與理論切削量進行對比，當傳感裝置測頭進出鍵槽引起尺寸突變時，將該尺寸變化量直接修正為理論尺寸變化量輸出，進入步驟5）；

4）所述同期特征補償法為根據通過磨削加工階段測頭進出凹槽的時間一定，設置測頭進出凹槽的觸發方式，觸發后將測頭進出凹槽部分時間段內的測量數據舍去，同時依據觸發方式不同搜索同期內的特征值，將特征值作為補償替代輸出；

5）將步驟3）或者步驟4）輸出的結果作為測量結果，測量控制儀根據該測量結果判斷是否達到設定磨削狀態，從而控制磨床不間斷對待加工的回轉類零件進行磨削加工，直至該零件完成整個磨削過程。

所述步驟3）中將傳感裝置測量的尺寸變化量直接修正為理論尺寸變化量的過程如下：

a）計算一個采樣周期內待加工的回轉類零件磨削尺寸變化理論值Δd，設當前傳感裝置實際測得的尺寸值為d₂，上次尺寸輸出值為d₁，令c=d₂-d₁；

b）將c的絕對值和Δd進行比較，當|c|≥Δd時則判定需要進行差值修正；

c）當c>0時，令d₁-Δd作為當前輸出值進行輸出；當c<0時令d₁+Δd作為輸出值輸出。

所述步驟4）中的觸發方式為設定觸發時間，該觸發時間大于測頭進出凹槽所用時間，在給定觸發時間間隔內，對比搜索測量數據的特征值。

所述步驟4）中的觸發方式為觸發脈沖信號，外界向測量控制儀發出脈沖的周期大于測頭進出凹槽所用時間，當接收到觸發脈沖后，在兩脈沖上升沿之間，對比搜索測量數據的特征值。

所述步驟4）中的觸發方式為設定觸發尺寸，當測量值大于給定觸發尺寸值時，對比搜索測量數據的特征值；當測量值小于給定觸發尺寸值時，進行復位，即特征值清零，從復位點重新對比搜索測量數據的特征值。

所述的特征值包括最大值、最小值和P-P值，其中最大值輸出為同期內的最大值，一般用于外徑測量；最小值輸出為同期內的最小值，一般用于內徑測量；P-P值為輸出同期內最大值和最小值之間的差值，一般用于機后檢驗工件的形狀誤差。