[发明专利]一种大深径比阶梯孔加工方法

权利要求书

1.一种大深径比阶梯孔加工方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、测量被加工孔段不同截面处的孔径：将加工孔段划分为n个等距截面，n为奇数，控制机床的X轴工作台和Z轴工作台进给，并测出各截面处的孔径D_i及对应的机床Z向坐标Z_i，从孔口至孔底处i＝1,2,…,n，将测量结果D_i依次写入数控系统R变量进行存储，对应R参数为R_i，其中i＝1,2,…,n；

S2、计算加工余量：根据内孔圆柱度加工要求，通过基本尺寸D₀和公差E(ES，EI)要求，确定理论孔径上极限尺寸D_max＝D₀+ES，和下极限尺寸D_min＝D₀+EI，计算最小加工余量δ₁＝D_min-max(D_i)，最大加工余量δ₂＝D_max-min(D_i)，其中max(D_i)为最大测量孔径，min(D_i)为最小测量孔径；

S3、判断截面孔径是否进入尺寸公差：若D_max＞D_i＞D_min成立，则进入尺寸公差，否则未进入尺寸公差；

S4、判断内孔形状：根据测量结果R_i，对比R₁、R₂、…、R_n的大小，确定内孔形状；

如果内孔形状为中间孔径大，两端孔径小，即满足：R₁＜…＜R_i-1＜R_i＞R_i+1＞…＞R_n，则定为“腰鼓形”；

如果内孔形状为中间孔径小，两端孔径大，即满足：R₁＞…＞R_i-1＞R_i＜R_i+1＜…＜R_n，则定为“马鞍形”；

如果内孔形状为右端孔径小，左端孔径大，即满足：R₁＜…＜R_i-1＜R_i＜R_i+1＜…＜R_n，则定为“右锥形”；

如果内孔形状为左端孔径小，右端孔径大，即满足：R₁＞…＞R_i-1＞R_i＞R_i+1＞…＞R_n，则定为“左锥形”；

S5、根据内孔形状确定砂轮运动轨迹：

若内孔呈“腰鼓形”，将孔径最大截面右侧第一个进入尺寸公差的截面对应的孔径和Z向坐标记为D_b、Z_b，左侧第一个未进入尺寸公差的截面对应的孔径和Z向坐标记为D_d、Z_d，砂轮运动轨迹由转折点C分为前后两段，前段轨迹由起点点和点的连线组成，后段轨迹由点和终点的连线确定，转折点C为前后两段轨迹的交点，其中，6mm≤Δ₁≤15mm，0.2T_D≤σ≤1.5T_D，T_D＝ES-EI，L为磨削段内孔长度，r为砂轮圆角半径；

若内孔呈“马鞍形”，将孔径最小截面对应得孔径和Z向坐标记为D_c、Z_c，孔径最小截面右侧第一个未进入尺寸公差的截面对应的孔径和Z向坐标记为D_b、Z_b，左侧第一个进入尺寸公差的截面对应的孔径和Z向坐标记为D_d、Z_d，砂轮运动轨迹由起点点转折点点及终点连线组成；

若内孔呈“右锥形”，将第一个进入尺寸公差的截面对应的孔径和Z向坐标记为D_b、Z_b，砂轮运动轨迹由起点点点及终点的连线组成；

若内孔呈“左锥形”，将第一个未进入尺寸公差的截面对应的孔径和Z向坐标记为D_b、Z_b，砂轮运动轨迹由起点点及终点的连线组成；

S6、控制机床X轴工作台和Z轴工作台进给，使砂轮沿上述轨迹往复磨削m个循环；

S7、控制机床X轴工作台和Z轴工作台进给，测量被加工孔段n个等距截面处孔径D_i及其对应的机床Z向坐标Z_i，并将各截面处孔径D_i写入数控系统R变量进行存储，计算出最小加工余量δ₁和最大加工余量δ₂；

S8、判断EI-ES≤δ₁≤0，且0≤δ₂≤ES-EI是否成立，是，执行步骤S9，否，执行步骤S3；

S9、完成加工。

2.根据权利要求1所述的一种大深径比阶梯孔加工方法，其特征在于：所述步骤S6中，砂轮沿运动轨迹往复磨削循环次数m，根据最大加工余量δ₂、磨杆刚度及σ取值确定。