[发明专利]大长径比弱刚性磨杆磨削短孔的加工方法

说明书

大长径比弱刚性磨杆磨削短孔的加工方法，属于精密磨削加工技术领域。具有步骤为：S1、测量被加工孔段孔口、孔段中点与孔底处的孔径；S2、高效切入磨削；S3：判断高效磨削后的孔径是否达到设定的直径范围；S4、小切深往复磨削；S5、判断精密磨削后孔径是否满足尺寸要求；S6、修整砂轮形貌；S7、确定砂轮运动轨迹并用插补法磨削加工；S8、运用插补法修磨孔径直至满足尺寸要求。本发明提供的加工方法通过调控磨削加工时磨杆的预弯曲变形，实现磨削时砂轮与工件之间的法向磨削预紧力，实现材料的高效去除，通过改变砂轮形貌实现大长径比零件短孔的精密高质高效磨削加工，提高了该类短孔的加工精度、质量和生产效率。

技术领域

本发明属于精密磨削加工技术领域，涉及大长径比弱刚性磨杆磨削短孔的加工方法。

背景技术

飞机起落架是飞机的重要部件，也是保障飞机安全飞行的关键部件。大深径比作动筒和旋转筒等薄壁零件(L/D≥12，且孔深L≥1000mm)作为组成飞机起落架的重要零部件，为满足其高性能的使用要求，其毛坯件采用高强钢锻造成型，随后通过多道机械加工过程去除大量的材料(材料去除率高于87％)，加工成薄壁筒件，该类薄壁筒属于起落架的关键精密液压元件或气压元件，具有内部结构复杂包括多个阶梯孔(长阶梯孔和短阶梯孔)，过度圆弧及台阶面，且零件内孔的尺寸精度要求高等特点。

目前该类零件主要采用普通深孔内圆磨床进行精密磨削加工，由于零件壁薄、尺寸大，磨削加工前经过多道热处理工艺，其内表面形状精度差，为保障零件的最终加工精度，零件的磨削加工余量大(直径余量≥1.5mm)。磨削加工时为减少砂轮磨损，提高磨削加工效率和减小因砂轮磨损造成的零件精度降低，需要尽量增加砂轮直径和砂轮宽度，然而内孔磨削砂轮直径受孔径大小严格限制，因此增加砂轮宽度是其中有效的可行方案。然而由于细长磨杆(长度≥1000mm，直径≤50mm)刚性差，磨削时砂轮让刀变形严重，当磨削段内孔长度和砂轮宽度相近时，砂轮往复运动，由于孔口材料去除多，孔底材料去除少，造成内孔孔口大，孔底小，零件难以满足加工精度要求。目前，针对该类大深径比零件短孔的精密加工，由于内孔长度和砂轮宽度相当，无法通过普通的插补加工进行修整，经验丰富的操作员通常通过调整机床托板偏角，实现“调稍”，从而补偿磨削时由于弱刚性磨杆让刀变形导致的孔口和孔底材料去除量不一致的问题，满足该类短孔的加工精度要求，但是其中调整过程及其复杂、繁琐，且极易出现过补偿或欠补偿的问题，对以欠补偿需要反复修调，但一旦出现过补偿，则直接导致零件报废，其经济损失巨大，且该过程对操作者的技术要求高，劳动强度大，费时费力，生产效率低，难以实现自动化加工。随着社会发展对飞机数量的需求不断增加，以及对飞机使用安全性和可靠性的不断提高，对飞机起落架的制造提出了高性能、高安全性、高可靠性以及高效等需求，大深径比作动筒和旋转筒等薄壁零件作为飞机起落架的关键部件，其加工精度、加工表面质量和高效加工是决定飞机起落架高质高效生产的基础。

为此急需提出或发明一种新的大长径比弱刚性磨杆磨削短孔的加工方法，保障该类零件的加工尺寸精度和形状精度，提高零件的生产效率。

发明内容

针对上述面临的技术问题，本发明提出一种大长径比弱刚性磨杆磨削短孔的加工方法。该加工方法通过调控磨削加工时磨杆的预弯曲变形，实现磨削时砂轮与工件之间的法向磨削预紧力，从而实现材料的高效去除，然后通过改变砂轮形貌实现大深径比零件短孔精密高质高效磨削加工，提高了大深径比零件短孔的加工精度、加工质量和生产效率。

为了达到上述目的，本发明采用的技术手段如下：

大长径比弱刚性磨杆磨削短孔的加工方法，包括以下步骤：

S1、测量被加工孔段孔口、孔段中点与孔底处的孔径：控制机床的X轴工作台和Z轴工作台进给，测出孔口、孔段中点与孔底处的孔径，并将测量结果依次写入数控系统R变量进行存储，对应R参数为R₁、R₂和R₃，其中R₁为孔口处孔径，R₂为孔段中点处孔径，R₃为孔底处孔径。