[发明专利]大长径比弱刚性磨杆磨削短孔的加工方法

摘要

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。

主权项

1.大长径比弱刚性磨杆磨削短孔的加工方法，其特征在于所述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；S2、高效切入磨削：将砂轮前端置入被加工段孔腔，以磨杆预压量切削深度20μm＜a_p≤50μm，磨削速度120mm/min≤F≤300mm/min进行往复磨削，其中，Xs为磨杆安全使用时允许的最大预弯曲变形量，Xa_p0为磨杆预压量；S3：判断高效磨削后的孔径是否达到设定的直径范围：参照步骤S1测出孔径R₁、R₂和R₃，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，设定直径D₁＝D_min+e₁，D₂＝D_min‑e₂，且D_max＞D₁>D_min＞D₂＞0，若D₂≤R₁、R₂、R₃≤D₁，则执行步骤S4，否则返回步骤S2；S4、小切深往复磨削：砂轮以磨杆预压量切削深度1μm＜a_p≤10μm，磨削速度180mm/min≤F≤300mm/min进行往复磨削；S5、判断精密磨削后孔径是否在下极限尺寸D_min和上极限尺寸D_max之间：参照步骤S1测出孔径R₁、R₂与R₃，若D_min≤R₁、R₂、R₃≤D_max，则完成加工，否则继续判断R₁与R₂是否满足D₁≤R₁≤D_max，且D₂≤R₃≤D_min，若满足，执行步骤S6，若不满足，返回步骤S4；S6、修整砂轮形貌：将砂轮加工成阶梯轴形状，其中砂轮由两段阶梯轴组成，靠近砂轮前端面的轴段为有效磨削段，加工砂轮有效磨削段以外的其余部分并使其直径小于有效磨削段的砂轮直径；S7、确定砂轮运动轨迹并用插补法磨削加工：对于孔底孔径小，孔口孔径大的锥形内孔，砂轮运动轨迹为左高右低的直线，轨迹起始点位于孔腔内且靠近孔口处，轨迹的终止点位于孔底且至内孔轴线的距离大于孔底处孔径的二分之一，砂轮由运动轨迹的起始点至终止点和由终止点至起始点的往复磨削运动均采用插补法；S8、参照步骤S1测出孔径R₁、R₂与R₃，若D_min≤R₁、R₂、R₃≤D_max，完成加工，否则返回步骤S7。