[发明专利]基于摇篮式五轴数控机床的杯形圆弧砂轮的在位修整方法

权利要求书

1.基于摇篮式五轴数控机床的杯形圆弧砂轮的在位修整方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)将待修整的杯形圆弧砂轮(5)安装至五轴数控机床的刀具轴(2)上，刀具轴(2)运动由数控系统控制，进行XYZ三个方向的直线运动以及绕着刀具轴线的转动，将连接修整砂轮(4-1)的夹具(4-3)安装到数控机床的转台(3)上，修整砂轮(4-1)能够随转台(3)进行YZ平面上的摆动及自转；

2)对刀，机床通过自身具有的测头测量出修整砂轮(4-1)高度，在理论模型中输入参数进行对刀，或者通过接近对刀，使用塞尺进行修整砂轮(4-1)与杯形圆弧砂轮(5)对刀；修整砂轮(4-1)通过轨迹包络实现对杯形圆弧砂轮(5)的修整，在一个程序循环内首先对杯形圆弧砂轮(5)内圆弧进行往复摆动修整N次，然后杯形圆弧砂轮(5)平移其砂轮中径距离后，继续对杯形圆弧砂轮外圆弧修整N次，外圆弧修整后重新开始内圆弧修整，进行下个循环的修整，根据杯型圆弧砂轮磨损情况，设定对其修整循环次数；

3)利用已经标定的激光位移传感器(7)测量杯形圆弧砂轮(5)的修整面型，若面型精度达到设定精度要求后，停止修整；

修整砂轮(4-1)的轨迹是通过修整砂轮包络杯形圆弧砂轮生成加工代码，修整砂轮(4-1)摆动轨迹从0°摆动至90°，该轨迹在修整砂轮选用后即确定，杯形圆弧砂轮(5)的轨迹通过二维运动与修整砂轮(4-1)同步运动完成包络轨迹运动；

在一个修整循环内，该修整方法对杯形圆弧砂轮(5)的内圆弧和外圆弧间歇修整；

杯形圆弧砂轮(5)的中径尺寸因加工件的尺寸不同而尺寸范围为10～250mm；针对不同大小的杯形圆弧砂轮修整，修整砂轮与台面工装的连接轴长度不同，避免修整中与杯形圆弧砂轮(5)干涉；对于大砂轮修整，连接轴采用阶梯轴(4-2)提高修整砂轮刚性，修整砂轮通过阶梯轴与夹具相连接，夹具与转台通过螺旋安装。

2.根据权利要求1所述的基于摇篮式五轴数控机床的杯形圆弧砂轮的在位修整方法，其特征在于，所述的修整砂轮为圆柱形砂轮，通过旋转外圆面对杯形圆弧砂轮进行修整，材料是SiC。

3.根据权利要求1所述的基于摇篮式五轴数控机床的杯形圆弧砂轮的在位修整方法，其特征在于，所述的修整砂轮(4-1)的大小根据待修整的杯形圆弧砂轮决定，修整砂轮(4-1)的直径小于待修整杯形圆弧砂轮(5)的内径，针对不同杯形圆弧砂轮(5)以及修整砂轮(4-1)的选用，杯形圆弧砂轮修整时的转速30～100r/min，修整砂轮的转速低于杯形圆弧砂轮(5)的转速20～100r/min，机床摇篮的摆动速度20～100rad/s。

4.根据权利要求1所述的基于摇篮式五轴数控机床的杯形圆弧砂轮的在位修整方法，其特征在于，设定精度为5～10μm，对加工精度要求更高的工件加工时，修整周期随着精度的提高而增长。