[發明專利]一種大尺寸車輪變軌內車輪內花鍵高效精密磨削加工方法

有效

• 申請號: 201910296923.9
• 申請日: 2019-04-15
• 公開（公告）號: CN110281081B
• 公開（公告）日: 2020-06-26
• 發明（設計）人: 劉安民;周唯;陳雪林
• 申請（專利權）人: 湖南工學院
• 主分類號: B24B1/00
• 分類號: B24B1/00;B24B1/04
• 代理公司: 深圳市興科達知識產權代理有限公司 44260
• 代理人: 王翀;賈慶

1.一種大尺寸車輪變軌內車輪內花鍵高效精密磨削加工方法，其特征在于，包括如下步驟：

S1、通過夾具將車輪(1)裝夾在工作臺(2)上，工作臺(2)連接有驅動工作臺旋轉的驅動機構上，砂輪(3)與機床主軸(4)連接，機床主軸外端連接有超聲振動裝置，超聲振動裝置在壓電致動器的作用下實現彎曲振動，實現砂輪切削深度方向的振動，且砂輪軸線與車輪軸線垂直；

S2、機床誤差影響量測量：通過位移傳感器檢測測試得出安裝車輪、夾具和超聲振動裝置在車輪安裝前后的位置差別，以此得出安裝車輪的機床誤差影響量；砂輪與車輪之間的實際位置由一對非接觸式位移傳感器檢測；記錄安裝車輪前后工作臺和砂輪位置差別，從而獲得誤差影響量；

S3、磨削參數設置：先確定砂輪與車輪不會發生干涉的砂輪最大直徑r_s，然后通過超聲振動輔助加工試驗分別獲得粗磨削加工砂輪和精磨削加工砂輪加工后的變軌車輪內花鍵的磨削面的表面粗糙度、表面硬度和殘余應力與加工參數之間的關系，根據對磨削面的表面粗糙度、表面硬度和殘余應力的約束以及在材料去除效率最高的條件下分別獲得粗磨削加工和精磨削加工的加工參數；

S4、誤差補償，將步驟S3獲得的加工參數加上步驟S2獲得的機床誤差影響量獲得誤差補償后的粗磨削加工和精磨削加工的加工參數；

S5、根據S4獲得的加工參數先使用粗磨削加工砂輪進行粗磨削，最后再使用精磨削加工砂輪進行精加工；其中粗磨削加工使用粗磨削加工砂輪；精磨削加工使用精磨削加工砂輪。

2.根據權利要求1所述的大尺寸車輪變軌內車輪內花鍵高效精密磨削加工方法，其特征在于，所述步驟S2具體過程如下：

砂輪與車輪之間的實際位置由非接觸式的一對傳感器檢測，一個傳感器布置在工作臺上，另一個傳感器布置在砂輪中心，用于檢測車輪與砂輪中心的相對位置；測得的車輪安裝前砂輪與車輪的相對x，y，z位置l_x1，l_y1，l_z1、機床主軸在x-z平面內偏轉運動的角度θ_xz1、用于連接車輪的工作臺的轉動角度分別為θ_xyd1以及安裝車輪后砂輪與車輪的相對x，y，z位置l_x2，l_y2，l_z2、機床主軸在x-z平面內偏轉運動的角度θ_xz2、用于連接車輪的工作臺的轉動角度θ_xyd2；可得誤差影響量為，

ξ_x＝l_x1-l_x2；

ξ_y＝l_y1-l_y2；

ξ_z＝l_z1-l_z2；

ζ_xz＝θ_xz1-θ_xz2；

ζ_xyd＝θ_xyd1-θ_xyd2；

其中ξ_x為x方向位移誤差；

ξ_y為y方向位移誤差；

ξ_z為z方向的位移誤差；

ζ_xz為在機床主軸在x-z平面內偏轉運動的角度誤差；

ζ_xyd為工作臺的轉動角度誤差。

3.根據權利要求2所述的大尺寸車輪變軌內車輪內花鍵高效精密磨削加工方法，其特征在于，步驟S3中砂輪與車輪不會發生干涉的最大直徑為r_s的確定過程如下：選定一個較小的砂輪直徑，確保砂輪與車輪最容易發生干涉的位置不發生干涉，然后逐漸增加尺寸，直至發生干涉前的最后一個直徑，即為r_s。