[發(fā)明專利]一種復(fù)雜曲線擬合的陶瓷材料回轉(zhuǎn)體零件磨削加工工藝

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910689562.4
• 申請(qǐng)日: 2019-07-29
• 公開（公告）號(hào): CN110281086A
• 公開（公告）日: 2019-09-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 魏士亮;翟學(xué)智;李震豪;劉運(yùn)鳳;荊君濤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 哈爾濱理工大學(xué);航天科工哈爾濱風(fēng)華有限公司
• 主分類號(hào): B24B1/00
• 分類號(hào): B24B1/00;B24B5/50;B24B5/35;B24B41/06
• 代理公司: 哈爾濱市偉晨專利代理事務(wù)所(普通合伙) 23209
• 代理人: 桑林艷

本發(fā)明屬于機(jī)械加工領(lǐng)域，涉及一種復(fù)雜曲線擬合的陶瓷材料回轉(zhuǎn)體零件磨削加工工藝，針對(duì)目前復(fù)雜曲線擬合的陶瓷材料回轉(zhuǎn)體零件加工加工精度和加工效率低的問(wèn)題所提出的，其包括零件與專用工裝裝夾配合后卡緊在車床卡盤上、將專用磨具安裝到高速電機(jī)上、生成數(shù)控車削加工程序和確定磨削加工控制程序、確定單層磨削深度、運(yùn)行磨削加工控制程序、重復(fù)第四步直至加工厚度滿足設(shè)計(jì)要求。本發(fā)明對(duì)現(xiàn)有普通數(shù)控車床進(jìn)行改造，從而實(shí)現(xiàn)復(fù)雜曲線擬合的陶瓷材料回轉(zhuǎn)體零件磨削尺寸精度及形狀精度的提升，以滿足工作要求。

技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明屬于機(jī)械加工領(lǐng)域，具體涉及一種復(fù)雜曲線擬合的陶瓷材料回轉(zhuǎn)體零件磨削加工工藝。

背景技術(shù)：

陶瓷材料由于耐高溫、耐磨損，且高溫力學(xué)性能穩(wěn)定，在航空航天領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用潛能，尤其應(yīng)用在各種飛行器前端部位零件制造，集防熱、透波、承載、抗沖擊等高性能要求為一體。其形狀一般為回轉(zhuǎn)體類，且擬合曲線形狀非常復(fù)雜，為多階次樣條曲線，且壁厚較小。而陶瓷材料為典型硬脆材料，只能采用磨削加工。目前對(duì)于陶瓷材料回轉(zhuǎn)體零件磨削多采用內(nèi)外圓磨削數(shù)控磨床，由于陶瓷材料硬度高，磨削過(guò)程中磨具磨損嚴(yán)重，加工效率低；且由于缺少專用設(shè)備，磨削加工精度低，所磨削出的線型精度與設(shè)計(jì)要求相差較大。

經(jīng)過(guò)現(xiàn)有技術(shù)的文獻(xiàn)檢索發(fā)現(xiàn)，目前對(duì)于復(fù)雜曲線擬合的陶瓷材料回轉(zhuǎn)體零件磨削加工裝置及方法還未有相關(guān)文獻(xiàn)介紹，多集中于基于數(shù)控磨床的磨削工藝研究。例如：文獻(xiàn)《復(fù)雜回轉(zhuǎn)體工件數(shù)控磨削加工建模》建立了精密數(shù)控磨床加工復(fù)雜回轉(zhuǎn)體零件的數(shù)學(xué)模型，得到了高精度數(shù)控加工模型，但是該文獻(xiàn)未介紹磨削裝置相關(guān)內(nèi)容，且提出了由于砂輪寬度問(wèn)題，采用現(xiàn)有磨床設(shè)備加工回轉(zhuǎn)體零件仍存在較大加工誤差。

發(fā)明內(nèi)容：

本發(fā)明為克服上述缺陷，提供了一種復(fù)雜曲線擬合的陶瓷材料回轉(zhuǎn)體零件磨削加工工藝，該加工工藝基于改造后的普通數(shù)控車床實(shí)現(xiàn)的，并通過(guò)合理設(shè)計(jì)裝夾工裝、專用磨具以及數(shù)控程序，提供陶瓷材料復(fù)雜回轉(zhuǎn)體零件高效精密控制工藝方法，從而實(shí)現(xiàn)復(fù)雜曲線擬合的陶瓷材料回轉(zhuǎn)體零件磨削尺寸精度及形狀精度的提升，以滿足工作要求。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案在于：一種復(fù)雜曲線擬合的陶瓷材料回轉(zhuǎn)體零件磨削加工工藝，加工所使用的陶瓷材料回轉(zhuǎn)體零件磨削加工裝置包括：車床卡盤、車床導(dǎo)軌、刀架基座、高速電機(jī)、專用磨具和專用工裝，所述車床卡盤軸線與車床導(dǎo)軌平行，刀架基座滑動(dòng)設(shè)置在車床導(dǎo)軌上，所述高速電機(jī)通過(guò)支撐架固定在刀架基座上，且高速電機(jī)的輸出軸線與車床卡盤的軸線在同一高度，所述專用磨具與高速電機(jī)的輸出軸固定連接，所述專用工裝被夾持在車床卡盤上，待加工回轉(zhuǎn)體零件通過(guò)專用工裝固定在車床卡盤上；

具體的加工工藝步驟如下：

步驟一：將待加工回轉(zhuǎn)體零件與專用工裝裝夾配合，然后將專用工裝卡緊在車床卡盤上；

步驟二：將專用磨具固定在高速電機(jī)上，在加工過(guò)程中，專用磨具的燒結(jié)砂面與待加工回轉(zhuǎn)體零件始終保持點(diǎn)接觸；

步驟三：按照待加工回轉(zhuǎn)體零件的曲線結(jié)構(gòu)，生成數(shù)控車削加工程序，然后對(duì)數(shù)控車削程序進(jìn)行坐標(biāo)變換，從而確定磨削加工控制程序；

步驟四：確定單層磨削深度，在高速電機(jī)和車床卡盤轉(zhuǎn)動(dòng)作用下，運(yùn)行磨削加工控制程序；

步驟五：加工單層待加工回轉(zhuǎn)體零件外形后，重復(fù)步驟四，直至待加工回轉(zhuǎn)體零件厚度滿足設(shè)計(jì)尺寸。

優(yōu)選地，所述專用工裝包括外夾持部和內(nèi)支撐部，所述內(nèi)支撐部為凸臺(tái)形，且凸臺(tái)形的凸起部外壁線型與待加工回轉(zhuǎn)體零件的內(nèi)腔線型相匹配，所述外夾持部為環(huán)形，且環(huán)形的內(nèi)壁線型與待加工回轉(zhuǎn)體零件的外壁線型相匹配，所述外夾持部與內(nèi)支撐部的凸起部通過(guò)內(nèi)外部共同作用將待加工回轉(zhuǎn)體零件實(shí)現(xiàn)夾緊與支撐。

優(yōu)選地，所述專用磨具包括基體和燒結(jié)砂面，所述燒結(jié)砂面焊接在基體的外緣處，且燒結(jié)砂面的端面為圓弧結(jié)構(gòu)，圓弧的直徑根據(jù)待加工回轉(zhuǎn)體零件表面的曲率來(lái)確定。