[发明专利]中凹或中凸廓形超硬磨粒砂轮的修整方法

说明书

本发明涉及一种对要求具有中凹或中凸廓形的超硬磨粒砂轮进行加工或修整的方法，属精密机械加工技术领域。

超硬磨粒砂轮(如金刚石砂轮和CBN砂轮)的修整，可以用普通杯形砂轮如碳化硅砂轮、氧化铝砂轮等作为修整器，修整超硬磨粒砂轮，其修整原理如图1所示。修整器砂轮2以n₂转速自旋转，同时在垂直于被修整砂轮1的轴线的Y方向上以速度v往复送进作修整运动。每送进运动一个行程，两砂轮沿Z方向相对接近一个进给量Δ。调整砂轮2的自旋转轴线，使其垂直于v，以使被修整砂轮的廓形修整成为直线。当需要将砂轮修整成中凹或中凸廓形时，这种方式不适用。若要使砂轮修整为特形面，如圆弧凸面，则如图2所示，除上述基本修整运动外，还需控制修整器砂轮2沿控制运动轨迹作曲线摆动，但这种方法不仅运动机构复杂，中凸量改变时控制摆动曲线的机构也必须改变，而且由于在修整超硬磨粒砂轮时普通砂轮极易磨损，难于保证修整廓形的精度。另外，这种方法一般不适用于中凹廓形的修整。

本发明的目的是设计一种专门用于中凹或中凸廓形的加工方法和砂轮的修整方法，这种方法，可以用于直接加工具有中凹或中凸廓形的机械零件或在成形磨削这类零件时将砂轮修整成相应的中凸或中凹廓形。例如活塞环截面廓形，要求加工成中凸形线，使用本发明的方法可以直接将活塞环磨削成中凸廓形，也可以先将砂轮修整成中凹廓形，再用这种中凹砂轮以成形磨削方法将活塞环磨削成中凸廓形。对于表面涂敷陶瓷耐磨材料的新型活塞环，则需要使用超硬磨粒砂轮，并使用本发明将这种超硬磨粒砂轮修整成要求的曲线廓形。 

本发明的内容是：

中凹或中凸廓形砂轮的修整方法是：被修整砂轮1以一定速度自旋转，作为修整工具的杯形、桶形修整器砂轮2一边以一定速度自旋转，一边沿垂直于被修整砂轮1的轴线的Y方向以一定速度往复作送进运动，对于每个送进工作行程，沿Z方向以某进给量逐次进给。修整器砂轮2的自旋转轴线在YOZ面内相对于其沿Y方向的送进速度的垂直方向即Z方向偏斜给定角度α，此α角与被修整砂轮1的廓形曲线函数z＝f(x)的关系由下述方程确定：其中：

r—修整器砂轮的有效工作面上任一回转圆的半径，方程的参数变量，r的取值范围是r_i≤r≤r_o；

r_i—修整器砂轮的内圆半径；

r_o—修整器砂轮的外圆半径；

x₁、x₂—被修整砂轮1的廓形曲线的左、右端点的X坐标；

K(r，x，α)-由变量m、n的方程表示的椭圆在m＝x点处的曲率：，K(r，x，α)是关于r，x和α的函数；

R—被修整砂轮1上廓形曲线左端点的半径；

I区段—修整器砂轮倾斜α角后，工作表面上靠近被修整砂轮的半扇区；

II区段—修整器砂轮倾斜α角后，工作表面上远离被修整砂轮的半扇区。

本发明用简单的旋转运动和直线运动构成曲线廓形的修整运动，只要调整修整器砂轮旋转轴线相对于送进直线运动的倾角位置，就能够以其运动关系将被修整砂轮修整成中凹或中凸的廓形，得到要求的中凹量或中凸量。相比于前述的修整器必须作曲线运动的现有的修整方法，本发明的方法运动机构简单，廓形精度容易得到保证，特别是对于超硬磨粒砂轮的中凹或中凸廓形的修整，本发明能够简单、稳定、高效地实现。

附图说明：

图1是已有技术砂轮修整示意图。

图2是已有技术中砂轮廓形为凸圆弧形时的修整示意图。

图3是本发明砂轮修整方法原理示意图。图3(b)是图3(a)的左视图。

图4是计算模型图。

下面结合附图，详细介绍本发明的内容。