[發明專利]基于搖籃式五軸數控機床的杯形圓弧砂輪的在位修整方法

有效

• 申請號: 202011587830.0
• 申請日: 2020-12-28
• 公開（公告）號: CN112775839B
• 公開（公告）日: 2022-04-22
• 發明（設計）人: 孫林;郭文超;宋明明;白楊;劉陽鵬;丁建軍;李常勝;段端志;林啟敬;蔣莊德
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: B24B53/06
• 分類號: B24B53/06;B24B49/00;B24B49/12;B24B41/02
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 閔岳峰

1.基于搖籃式五軸數控機床的杯形圓弧砂輪的在位修整方法，其特征在于，包括如下步驟：

1)將待修整的杯形圓弧砂輪(5)安裝至五軸數控機床的刀具軸(2)上，刀具軸(2)運動由數控系統控制，進行XYZ三個方向的直線運動以及繞著刀具軸線的轉動，將連接修整砂輪(4-1)的夾具(4-3)安裝到數控機床的轉臺(3)上，修整砂輪(4-1)能夠隨轉臺(3)進行YZ平面上的擺動及自轉；

2)對刀，機床通過自身具有的測頭測量出修整砂輪(4-1)高度，在理論模型中輸入參數進行對刀，或者通過接近對刀，使用塞尺進行修整砂輪(4-1)與杯形圓弧砂輪(5)對刀；修整砂輪(4-1)通過軌跡包絡實現對杯形圓弧砂輪(5)的修整，在一個程序循環內首先對杯形圓弧砂輪(5)內圓弧進行往復擺動修整N次，然后杯形圓弧砂輪(5)平移其砂輪中徑距離后，繼續對杯形圓弧砂輪外圓弧修整N次，外圓弧修整后重新開始內圓弧修整，進行下個循環的修整，根據杯型圓弧砂輪磨損情況，設定對其修整循環次數；

3)利用已經標定的激光位移傳感器(7)測量杯形圓弧砂輪(5)的修整面型，若面型精度達到設定精度要求后，停止修整；

修整砂輪(4-1)的軌跡是通過修整砂輪包絡杯形圓弧砂輪生成加工代碼，修整砂輪(4-1)擺動軌跡從0°擺動至90°，該軌跡在修整砂輪選用后即確定，杯形圓弧砂輪(5)的軌跡通過二維運動與修整砂輪(4-1)同步運動完成包絡軌跡運動；

在一個修整循環內，該修整方法對杯形圓弧砂輪(5)的內圓弧和外圓弧間歇修整；

杯形圓弧砂輪(5)的中徑尺寸因加工件的尺寸不同而尺寸范圍為10～250mm；針對不同大小的杯形圓弧砂輪修整，修整砂輪與臺面工裝的連接軸長度不同，避免修整中與杯形圓弧砂輪(5)干涉；對于大砂輪修整，連接軸采用階梯軸(4-2)提高修整砂輪剛性，修整砂輪通過階梯軸與夾具相連接，夾具與轉臺通過螺旋安裝。

2.根據權利要求1所述的基于搖籃式五軸數控機床的杯形圓弧砂輪的在位修整方法，其特征在于，所述的修整砂輪為圓柱形砂輪，通過旋轉外圓面對杯形圓弧砂輪進行修整，材料是SiC。

3.根據權利要求1所述的基于搖籃式五軸數控機床的杯形圓弧砂輪的在位修整方法，其特征在于，所述的修整砂輪(4-1)的大小根據待修整的杯形圓弧砂輪決定，修整砂輪(4-1)的直徑小于待修整杯形圓弧砂輪(5)的內徑，針對不同杯形圓弧砂輪(5)以及修整砂輪(4-1)的選用，杯形圓弧砂輪修整時的轉速30～100r/min，修整砂輪的轉速低于杯形圓弧砂輪(5)的轉速20～100r/min，機床搖籃的擺動速度20～100rad/s。

4.根據權利要求1所述的基于搖籃式五軸數控機床的杯形圓弧砂輪的在位修整方法，其特征在于，設定精度為5～10μm，對加工精度要求更高的工件加工時，修整周期隨著精度的提高而增長。