[发明专利]一种实现砂轮误差补偿的加工方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种砂轮的磨削加工方法，尤其是涉及一种实现砂轮误差补偿的加工方法。 

背景技术

在高精密磨削加工中，特别是在金刚石砂轮对脆性材料的磨削加工中，由于砂轮的形状精度、尺寸精度等的影响，实际加工无法完全按照理想加工曲线进行，为了提高精度，必须进行补偿加工，因此加工前必须首先测量砂轮形状误差，选择合适的砂轮半径，并在加工中进行适当的砂轮表面形状误差补偿。 

郭隐彪等(郭隐彪，黄元庆，田波等.非轴对称非球面平行磨削误差补偿技术研究.机械工程学报，2002，38(5)：118-121)报道了有关非轴对称非球面平行磨削误差补偿技术的研究。郭隐彪等(郭隐彪，杨继东，梁锡昌等.轴对称非球面模具加工中的补偿技术研究.中国机械工程，2000，10(4)：415-417)还报道了有关轴对称非球面模具加工中的补偿技术的研究。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种实现砂轮误差补偿的加工方法。 

本发明包括以下步骤： 

1)确定杯状砂轮修整器作为对砂轮进行修形的加工工具，用杯状砂轮修整器对金刚石圆弧砂轮进行在线修整； 

2)对砂轮修整系统进行设计； 

3)利用砂轮修整系统对砂轮进行在线测量； 

4)用半径约束原始数据滤波、半径最小二乘法拟合的方法处理测量所得的数据，得出补偿控制点； 

5)编程并生成NC程序，控制加工设备的运行，完成砂轮误差的加工补偿。 

在步骤2)中，所述砂轮修整系统进行设计是：根据树脂结合剂金刚石圆弧砂轮修整要求设计砂轮修整系统，砂轮修整系统设有可以实现微调的修整砂轮主轴、调速电机、传动皮带、基座和调速控制装置。砂轮修整器最好采用带倾角的杯形砂轮修整器，倾角最好为10°。 

在步骤3)中，对金刚石砂轮进行在线测量可采用以下方法。 

针对加工机床为三直线轴的运动特点，采用类似三坐标测量机的运动轨迹，将传感器垂直安装于工件台上，反向测量砂轮形状误差。 

所述传感器采用接触式传感器时，测量时采用提起再放下的测量方式，将砂轮表面点延伸为测头中心点，拟合所得的砂轮半径值减去测头半径值；所述传感器采用非接触式传感器时，传感器与测量表面无接触，在测量中确定所测量位置必须能代表当前测量微小区域。 

所述反向测量砂轮形状误差的传感器测量轨迹为：在砂轮测量数个有代表性的截面，截面的选取可以采用等角度选取，也可以采用人工目测选取；而在所选取的截面上，随意测量数点，记录下这些点之间的相对坐标，最后由测量系统进行数据处理所测数据。 

本发明的软件设计可根据误差补偿的算法，进行编程，生成NC程序，控制实际加工中的砂轮运动，从而实现对误差的补偿。 

由于本发明采用砂轮在线修整技术修整圆弧砂轮，并设计加工工具在线检测系统，提出相应数据处理算法，因此实现了砂轮在线测量及形状误差补偿，具有测量方便、无须严格等角度测量、无须对零等优点。另外，采用半径约束滤波方法，拟合精度高。通过一系列的实验可证明： 

(1)金刚石砂轮在线修整系统实现了对平面砂轮及圆弧砂轮的高精度在线修整，大大提高加工工具精度控制。 

(2)金刚石砂轮在线检测系统可根据不同的测量环境选择不同传感器进行测量，可以有效测量圆弧砂轮当前最佳半径，并进行砂轮误差补偿，可以进一步提高加工精度。 

附图说明

图1为本发明实施例的杯状砂轮修整器的结构示意图。 

图2为本发明实施例的修整运动原理。在图2中，各代号分别为21砂轮轴，22杯形砂轮、23圆弧金刚石砂轮；A为旋转方向，B为切入进给方向，C为摆动方向，O为摆动中心。 

图3为本发明实施例的砂轮在线测量示意图。 

具体实施方式

以下实施例将结合附图对本发明作进一步的说明。 

实现砂轮误差补偿的加工方法的流程如下： 

首先，研究几种常用的金刚石砂轮的修整方式，对比各种修整方式所能达到的形状精度、表面粗糙度及修整效率等指标，确定使用杯状砂轮修整器对砂轮进行修形；接着完成对整体修整系统的设计；然后利用该修整系统对砂轮进行在线测量；再用半径约束原始数据滤波、半径最小二乘法拟合的方法处理测量所得的数据，得出补偿控制点；最后根据上述原理编程生成NC程序，控制加工设备的运行，完成砂轮误差的加工补偿。