[发明专利]一种金属基砂轮精密成形修形方法

说明书

本发明公开了一种金属基砂轮精密成形修形方法，该方法实现金属基砂轮在位电火花精密成形修形，将数控车削和电火花加工技术有机结合起来用于金属基砂轮的精密修形；通过调整电火花加工的电参数和非电参数实现对金属基砂轮的在位电火花精密成形修形；在修形过程中实时对电火花加工电级的轮廓精度进行监控，发现达不到加工要求时，车刀进位对电火花加工电级进行在线成形精密成形车削，从而保证电火花加工电极的轮廓精度；实现加工电极在线精密成形车削和金属基砂轮的在位电火花精密成形加工在同一个工位上同时进行，本发明提出的方法提高了金属基砂轮精密成形修形的效率和精度。

技术领域

本发明涉及精密加工技术领域，具体涉及一种金属基砂轮精密成形修形方法。

背景技术

金属基砂轮以其寿命长、形状保持性好、磨削效率高的优点，有效解决了高温合金、陶瓷、光学玻璃等难加工材料的磨削效率低，难以获得高精度的难题。但金属基砂轮的高硬度和耐磨性好的特点，也给其精密成形修形带来很大困难。目前对于金属基砂轮的成形修形一般采用对磨法修形、电火花修形、在线电解修形等方法，但对磨法修形对滚轴提出较高的要求，修形效率低；传统电火花修形以火花油为介质，造成环境的污染，离线修形造成反复装夹累计误差；在线电解修形法是一种微量蚀除加工方式，在线电解技术一般用于修锐阶段。

发明内容

为了解决上述问题，本发明实现一种通过一次装夹实现金属基砂轮精密成形修形的精密加工技术，解决传统加工效率低、离线修形装配误差大等问题。

本发明的技术方案是：

一种金属基砂轮精密成形修形方法，其工艺流程示意图如图1所示，根据加工需求，金属基砂轮主轴固定于床身，两把车刀和两个电火花加工电极分布在金属基砂轮的两端，并且可以通过滚珠丝杠实现平面运动；车刀中心线与电火花加工电极的回转轴垂直，电火花加工电极回转轴与金属基砂轮主轴平行，车刀的中心线、电火花加工电极的回转轴和金属基砂轮主轴在同一平面上。

1)根据加工要求，把成形车削走刀路径分为10000个点，通过数控编程控制车刀通过滚珠丝杠按照路径对电火花加工电极进行成形车削；在车削过程中电火花加工电极转速为1100-1200r/min，单次车削进给量为20-30μm，整个车削过程中均匀喷洒冷却液，车削至完全把所要求尺寸复刻在电火花加工电极上为止。

2)两端成形良好的电火花加工电极通过滚珠丝杠平移到金属基砂轮旁，金属基砂轮连接电源负极，电火花加工电极连接电源正极，以含有添加剂的去离子水溶液为介质，对金属基砂轮进行在位电火花精密成形修形，在修形阶段中对金属基砂轮和电火花加工电极的轮廓精度进行实时监测。

3)粗修：金属基砂轮转速为950-1000r/min，电火花加工电极转速为430-450r/min，金属基砂轮转动方向和电火花加工电极相反，放电电压为40-45V，放电电流为15-20A。

4)在对金属基砂轮进行粗修阶段中，若金属基砂轮轮廓偏差PV值小于7.3μm时，进行下一步操作；否则判断电火花加工电极的轮廓偏差PV值是否小于2μm，满足时继续进行对金属基砂轮的粗修阶段；不满足时，车刀通过滚珠丝杠移至加工位，对电火花加工电极进行在线成形车削，单次车削进给量为6-8μm，同时进行对金属基砂轮的粗修，加工至满足金属基砂轮轮廓偏差PV值小于7.3μm。

5)精修：金属基砂轮转速为900-950r/min，电火花加工电极转速为400-430r/min，金属基砂轮转动方向和电火花加工电极相反，放电电压为35-40V，放电电流为10-15A。

6)在对金属基砂轮进行精修阶段中，若金属基砂轮轮廓偏差PV值小于4.6μm时，结束加工；否则判断电火花加工电极的轮廓偏差PV值是否小于1μm，满足时继续进行对金属基砂轮的精修阶段，不满足时；车刀通过滚珠丝杠移至加工位，对电火花加工电极进行在线成形车削，单次车削进给量为4-5μm，同时进行对金属基砂轮的粗修，加工至满足金属基砂轮轮廓偏差PV值小于4.6μm。