利用普通外圓磨床加工高精度外球面的磨削加工方法
【專利摘要】提供一種利用普通外圓磨床加工高精度外球面的磨削加工方法，首先選擇砂輪：砂輪寬度須大于成品球形零件寬度14-16mm，砂輪直徑須足夠修磨出零件球面，即砂輪外徑到安裝孔的厚度必須大于球面的深度；然后制作修整砂輪的專用修磨夾具，將磨床端面砂輪修整器安裝在磨床上，將專用修磨夾具與磨床端面砂輪修整器固定連接好；修整砂輪至尺寸要求；將待加工零件固定在磨床上與修整好的砂輪對(duì)正；開始磨削加工直至得成品球形零件。本發(fā)明在不增加設(shè)備投資的情況下，利用現(xiàn)有普通精密外圓磨床加工尺寸精度高、表面質(zhì)量好的外球面，具有較高的實(shí)用價(jià)值。
【專利說(shuō)明】利用普通外圓磨床加工高精度外球面的磨削加工方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬機(jī)械加工【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種在普通外圓磨床上進(jìn)行功能拓展加工高精度外球面的磨削加工方法。
【背景技術(shù)】
[0002]一般來(lái)說(shuō)，當(dāng)需加工零件外球面尺寸精度、形狀精度、表面粗糙度要求較低時(shí)，一般采用數(shù)控車床進(jìn)行加工，采用數(shù)控車床效率高、尺寸易保證，完全可以滿足需求。但是，當(dāng)零件的尺寸精度高于IT6級(jí)、形狀精度誤差值小于0.005mm、表面粗糙度要求Ra值小于
0.4um時(shí)，采用車削方法就滿足不了設(shè)計(jì)圖紙的要求，必須采用更精密的加工方法?，F(xiàn)有的加工方法有以下兩種:一是先利用數(shù)控車床進(jìn)行粗加工，留余量再在磨加工中心機(jī)床進(jìn)行精加工，此方法加工效率高，精度易保證；二是由于磨加工中心機(jī)床價(jià)值高，一般企業(yè)很少采購(gòu)，在此情況下，采用的加工方法是:先利用數(shù)控車床進(jìn)行粗加工和半精加工，留很少的余量再進(jìn)行拋光達(dá)到最終設(shè)計(jì)圖紙的要求，此種加工方法對(duì)拋光前車工的尺寸加工精度及表面質(zhì)量要求高，余量也要嚴(yán)格控制，效率低，精度不易保證。上述缺陷，成為加工精密外球面的“瓶頸”，因此有必要提出改進(jìn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明解決的技術(shù)問(wèn)題:提供一種利用普通外圓磨床加工高精度外球面的磨削加工方法，在不增加設(shè)備投資的情況下，利用現(xiàn)有普通精密外圓磨床加工尺寸精度高、表面質(zhì)量好的外球面。
[0004]本發(fā)明采用的技術(shù)方案:利用普通外圓磨床加工高精度外球面的磨削加工方法，包括下述步驟:
[0005]1)選擇砂輪:砂輪寬度須大于成品球形零件寬度14_16mm，砂輪直徑須足夠修磨出零件球面，即砂輪外徑到安裝孔的厚度必須大于球面的深度；
[0006]2)制作修整砂輪的專用修磨夾具，將磨床端面砂輪修整器安裝在磨床上，將專用修磨夾具與磨床端面砂輪修整器固定連接好；
[0007]3)修整砂輪至尺寸要求；
[0008]4)將待加工零件固定在磨床上與修整好的砂輪對(duì)正；
[0009]5)開始磨削加工直至得成品球形零件。
[0010]上述步驟2)中，所述專用修磨夾具包括夾具體、手柄、轉(zhuǎn)軸、金剛石安裝體和金剛石，連接軸一端與磨床端面砂輪修整器固定連接，所述連接軸另一端與夾具體一端固定連接且?jiàn)A具體底端面與連接軸軸線垂直，所述夾具體另一端制有轉(zhuǎn)軸過(guò)孔，所述轉(zhuǎn)軸一端穿過(guò)轉(zhuǎn)軸過(guò)孔且插入金剛石安裝體內(nèi)與其固連后用螺母I鎖緊，轉(zhuǎn)軸另一端設(shè)有手柄并用螺母II鎖緊，所述夾具體和金剛石安裝體之間設(shè)有襯套，所述金剛石安裝在金剛石安裝體圓形端面上。
[0011]進(jìn)一步地，所述金剛石安裝體制成圓形并兩側(cè)銑扁，銑扁的寬度要小于成品球形零件的寬度以保證金剛石在修整砂輪時(shí)金剛石安裝體不會(huì)碰到砂輪，在金剛石安裝體圓形端面的最高點(diǎn)處制作金剛石安裝孔安裝金剛石。
[0012]進(jìn)一步地，所述金剛石安裝體直徑須小于成品球形零件的球面直徑在5mm以上，以保證金剛石安裝后金剛石的頂尖到轉(zhuǎn)軸的中心線之間的距離為成品球形零件的球面直
徑的二分之一。
[0013]進(jìn)一步地，所述金剛石安裝孔的軸線垂直于轉(zhuǎn)軸軸線保證砂輪修整后的精度，緊固螺釘軸線垂直金剛石安裝孔軸線并使兩軸線相交，確保壓緊金剛石。
[0014]上述步驟3)中，在粗磨砂輪去余量時(shí)，用卡尺測(cè)量金剛石的尖到金剛石安裝體外徑的距離，再加上金剛石安裝體外徑的半徑值，粗略計(jì)算出成型球面的直徑；在精修磨前，對(duì)金剛石的位置精確固定，金剛石的尖到轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)中心的距離為成型零件球面的半徑；在修整砂輪過(guò)程中，需不?？v向移動(dòng)砂輪架的位置，一直到將砂輪刃磨成所需要的球面為止。
[0015]上述步驟4)中，磨床三爪卡盤卡緊漲力芯軸大頭端，待加工零件固定在漲力芯軸小頭端并抵靠在臺(tái)階端面上，砂輪垂直設(shè)置在待加工零件上方且保證砂輪左端面與漲力芯軸大頭端之間留有避讓砂輪的間隙，墊塊抵緊在待加工零件端面上并用磨床尾座頂尖頂緊。
[0016]進(jìn)一步地，所述間隙的尺寸需大于砂輪的寬度減去球面的寬度的差值除以2。
[0017]上述步驟5)中，所有準(zhǔn)備工作做好后，就開始對(duì)刀。為了確保砂輪的球面中心與待加工零件的球面中心重合，在加工前，用砂輪的左端面輕碰待加工零件的右端面，然后將砂輪向左移動(dòng)，移動(dòng)的的距離為砂輪寬度的一半加上零件寬度的一半，則兩球面的中心重合，即可開始加工。
[0018]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點(diǎn):
[0019]1、在不增加設(shè)備投資的情況下，利用現(xiàn)有設(shè)備，制作專用修磨夾具，對(duì)砂輪進(jìn)行特殊修磨從而保證球面的加工要求，投資小；
[0020]2、砂輪重磨性好，當(dāng)砂輪磨損時(shí)，只需將砂輪進(jìn)行重新修磨即可再次使用；
[0021]3、砂輪磨削刃尺寸在對(duì)刀儀上易于控制；
[0022]4、突破了普通外圓磨床的加工范圍和方法；
[0023]5、加工精度及表面質(zhì)量比采用拋光方法更易于保證；
[0024]6、對(duì)粗加工的要求不高，生產(chǎn)效率相比采用拋光方法大幅度提高；
[0025]7、制造簡(jiǎn)單，成本低。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0026]圖1為本發(fā)明的成品球形零件結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖2為本發(fā)明的專用修磨夾具結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖3為本發(fā)明的金剛石安裝體仰視圖；
[0029]圖4為本發(fā)明的專用修磨夾具修磨砂輪示意圖；
[0030]圖5為本發(fā)明加工示意圖；
[0031]圖6為常規(guī)直線切削刃砂輪示意圖；
[0032]圖7為本發(fā)明的圓弧刃砂輪示意圖?！揪唧w實(shí)施方式】
[0033]下面舉一實(shí)例，做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。其中尺寸為建議值，不是嚴(yán)格限制。假設(shè)零件尺寸如圖1所示:
[0034]第一，選擇砂輪。
[0035]砂輪的寬度必須大于零件的寬度(14_16mm)。砂輪的直徑必須足夠修磨出圓球的球面，即砂輪外徑到安裝孔的厚度必須大于球面的深度即球面頂點(diǎn)到球面弦長(zhǎng)的垂直距離的公式為:
[0036]
【權(quán)利要求】
1.利用普通外圓磨床加工高精度外球面的磨削加工方法，其特征在于包括下述步驟:1)選擇砂輪:砂輪寬度須大于成品球形零件寬度14-16mm，砂輪直徑須足夠修磨出零件球面，即砂輪外徑到安裝孔的厚度必須大于球面的深度；2)制作修整砂輪的專用修磨夾具，將磨床端面砂輪修整器(1)安裝在磨床上，將專用修磨夾具與磨床端面砂輪修整器(1)固定連接好；3)修整砂輪至尺寸要求；4)將待加工零件(15)固定在磨床上與修整好的砂輪(16)對(duì)正；5)開始磨削加工直至得成品球形零件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用普通外圓磨床加工高精度外球面的磨削加工方法，其特征在于:上述步驟2)中，所述專用修磨夾具包括夾具體(3)、手柄(4)、轉(zhuǎn)軸(5)、金剛石安裝體(9)和金剛石(11)，連接軸(2) 一端與磨床端面砂輪修整器(1)固定連接，所述連接軸(2)另一端與夾具體(3) —端固定連接且?jiàn)A具體(3)底端面與連接軸(2)軸線垂直，所述夾具體(3)另一端制有轉(zhuǎn)軸過(guò)孔(12)，所述轉(zhuǎn)軸(5)—端穿過(guò)轉(zhuǎn)軸過(guò)孔(12)且插入金剛石安裝體(9 )內(nèi)與其固連后用螺母I (7 )鎖緊， 轉(zhuǎn)軸(5 )另一端設(shè)有手柄(4 )并用螺母II (6 )鎖緊，所述夾具體(5)和金剛石安裝體(9)之間設(shè)有襯套(8)，所述金剛石(11)安裝在金剛石安裝體(9)圓形端面上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的利用普通外圓磨床加工高精度外球面的磨削加工方法，其特征在于:所述金剛石安裝體(9)制成圓形并兩側(cè)銑扁，銑扁的寬度要小于成品球形零件的寬度以保證金剛石(11)在修整砂輪(16)時(shí)金剛石安裝體(9)不會(huì)碰到砂輪(16)，在金剛石安裝體(9)圓形端面的最高點(diǎn)處制作金剛石安裝孔(21)安裝金剛石(11)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的利用普通外圓磨床加工高精度外球面的磨削加工方法，其特征在于:所述金剛石安裝體(9)直徑須小于成品球形零件的球面直徑在5mm以上，以保證金剛石(11)安裝后金剛石(11)的頂尖到轉(zhuǎn)軸(5)的中心線之間的距離為成品球形零件的球面直徑的二分之一。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的利用普通外圓磨床加工高精度外球面的磨削加工方法，其特征在于:所述金剛石安裝孔(21)的軸線垂直于轉(zhuǎn)軸(5)軸線保證砂輪(16)修整后的精度，緊固螺釘(10)軸線垂直金剛石安裝孔(21)軸線并使兩軸線相交，確保壓緊金剛石(11)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用普通外圓磨床加工高精度外球面的磨削加工方法，其特征在于:上述步驟3)中，在粗磨砂輪去余量時(shí)，用卡尺測(cè)量金剛石(11)的尖到金剛石安裝體(9)外徑的距離，再加上金剛石安裝體(9)外徑的半徑值，粗略計(jì)算出成型球面的直徑；在精修磨前，對(duì)金剛石(11)的位置精確固定，金剛石(11)的尖到轉(zhuǎn)軸(5)旋轉(zhuǎn)中心的距離為成型零件球面的半徑；在修整砂輪過(guò)程中，需不停縱向移動(dòng)砂輪架的位置，一直到將砂輪刃磨成所需要的球面為止。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用普通外圓磨床加工高精度外球面的磨削加工方法，其特征在于:上述步驟4)中，磨床三爪卡盤(13)卡緊漲力芯軸(14)大頭端，待加工零件(15)固定在漲力芯軸(14)小頭端并抵靠在臺(tái)階(20)端面上，砂輪(16)垂直設(shè)置在待加工零件(15)上方且保證砂輪(16)左端面與漲力芯軸(14)大頭端之間留有避讓砂輪(16)的間隙(17 )，墊塊(18 )抵緊在待加工零件(15 )端面上并用磨床尾座頂尖(19 )頂緊。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的利用普通外圓磨床加工高精度外球面的磨削加工方法，其特征在于:所述間隙(17)的尺寸需大于砂輪的寬度減去待加工零件的寬度的差值除以2。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用普通外圓磨床加工高精度外球面的磨削加工方法，其特征在于:上述步驟5)中，所有準(zhǔn)備工作做好后，就開始對(duì)刀。為了確保砂輪(16)的球面中心與待加工零件(15)的球面中心重合，在加工前，用砂輪(16)的左端面輕碰待加工零件(15)的右端面，然后將砂輪(16)向左移動(dòng)的距離為砂輪寬度的一半加上零件寬度的一半，則兩球面的中心重合，即可開始加工。
【文檔編號(hào)】B24B11/04GK103659519SQ201310684033
【公開日】2014年3月26日 申請(qǐng)日期:2013年12月13日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月13日
【發(fā)明者】呂蕓芬, 梁儒坤 申請(qǐng)人:陜西寶成航空儀表有限責(zé)任公司