本發(fā)明涉及一種超硬磨料砂輪的精密平衡校正方法。

背景技術：

砂輪是磨削加工的關鍵部件，但由于其制造誤差、使用安裝誤差和砂輪內(nèi)在組織不均勻等原因，往往會造成砂輪不平衡，進而引起磨削過程系統(tǒng)振動，降低磨削加工質(zhì)量，甚至存在安全生產(chǎn)隱患。

砂輪平衡主要分重力式平衡和離心式平衡。重力式平衡也稱靜平衡，一般是在臥式平衡架上，依賴砂輪自身的重力作用來測量不平衡，砂輪靜平衡使用面最廣，但平衡精度低。離心式平衡也稱動平衡，是在旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下，依據(jù)砂輪不平衡引起的振動力來測量不平衡，動平衡又分離線動平衡和在線動平衡，離線動平衡是通過人工在砂輪上去重(或增重)來調(diào)整砂輪新的平衡，砂輪平衡精度高，但勞動強度大、效率低；在線動平衡是在數(shù)控磨床上對砂輪不平衡狀況進行在線檢測和自動校正，平衡效率高、精度高，主要用于高檔數(shù)控磨床，但在線自動動平衡檢測量程有限，對砂輪的初始不平衡要求較高，甚至在砂輪上機前還需要進行靜平衡或離線動平衡檢測、校正。

在超硬磨料砂輪制造過程中，砂輪出廠前的平衡校正主要采用離線動平衡檢測和在砂輪基體單面重點區(qū)域去重的工藝。即通過鉆削、銑削去除砂輪基體單面重心區(qū)域適當質(zhì)量，使砂輪達到新的平衡精度要求。但此種方法需多次檢測砂輪不平衡量，多次鉆削或銑削調(diào)整，去除量難以控制，去重點數(shù)量不一、分布較亂，去重孔深度不等，影響砂輪外觀質(zhì)量；并且，因每個砂輪去重量不同，難以量化生產(chǎn)，人為因素影響大，工作效率較低。

在砂輪使用過程中，普通磨床上砂輪的平衡校正主要是在砂輪法蘭上采用單面平衡塊配重方法，但在使用中該校正方法存在如下缺陷：一來平衡塊與砂輪重心在其軸向存在距離，易產(chǎn)生新的力偶，影響砂輪整體平衡精度；二來平衡塊與砂輪法蘭接觸方式多為點接觸或線接觸，存在平衡塊滑動趨勢；三來砂輪法蘭的燕尾環(huán)槽均預留有平衡塊進出通道，進一步又降低了砂輪平衡精度。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種超硬磨料砂輪的精密平衡校正方法，旨在提高砂輪平衡精度，使砂輪平衡校正快捷、準確、批量的用于超硬磨具制造和使用。

為了實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明中超硬磨料砂輪的精密平衡校正方法的技術方案如下：超硬磨料砂輪的精密平衡校正方法，包括以下步驟：

步驟一，在砂輪的基體端面的同一圓周上開設3-6個均布的平衡孔，并給各平衡孔上安裝用于堵上平衡孔的孔口的堵頭，以由砂輪和堵頭組成待校正的砂輪；

步驟二，在動平衡機上測試砂輪的不平衡量，以確定砂輪的初始重心位置和砂輪不平衡矩M；

步驟三，在砂輪端面上過初始重心和圓心建立X軸，砂輪輕點與初始重心關于X軸的中心O對稱，將砂輪輕點區(qū)域的X軸線兩側(cè)、且距離X軸線最近的2個平衡孔確定為砂輪校正的第一、第二配重孔；

步驟四，在第一、第二配重孔中分別安裝配重物，并用堵頭將配重物封堵固定在配重孔中，兩配重物需滿足如下條件：m₀e＝m₁rcosθ+m₂rcos(360/n-θ)＝M，m₁rsinθ＝m₂rsin(360/n-θ)，式中：m₀為砂輪質(zhì)量，e為初始重心在X軸上的坐標的絕對值,r為配重孔和砂輪本體的中心距，m₁和m₂為第一、第二配重孔中配重物的質(zhì)量，θ為第一配重孔相對于X軸的相位角，n為平衡孔的數(shù)量。

各平衡孔均為螺紋盲孔，各堵頭均為絲堵，配重物夾緊固定在堵頭的內(nèi)端和螺紋盲孔的封閉端之間。

配重物為與螺紋盲孔同軸間隙配合的配重砝碼或配重粉料或配重膠體。

在步驟四中，配重物的重量用天平稱量。

本發(fā)明中配重物是固定在砂輪的配重孔內(nèi)的，這實際上是通過配重物增大了砂輪上輕點區(qū)域的質(zhì)量，以使得整個砂輪的重心回落到軸心位置；同時，由于配重物可通過精密天平細分，從而提高了砂輪平衡精度；另外，由于砂輪基體配重孔是在測試不平衡量之前提前預制的，均勻布局，這樣可使得砂輪平衡校正快捷、準確、批量，則可用于超硬磨具批量生產(chǎn)，改善砂輪外觀質(zhì)量。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的砂輪的結(jié)構示意圖；

圖2是圖1的A-A剖視圖；

圖3是圖1中砂輪的校正原理示意圖；

圖4是圖1中配重孔在裝入砝碼配重后的結(jié)構示意圖；

圖5是圖1中配重孔在裝入粉料配重后的結(jié)構示意圖。

具體實施方式

本發(fā)明中超硬磨料砂輪的精密平衡校正方法的實施例：該方法是一種超硬磨料砂輪的精密平衡校正方法，以樹脂CBN平形砂輪為例，該樹脂CBN平形砂輪的外徑為200mm、內(nèi)孔為75mm、厚度為20mm。該樹脂CBN平形砂輪包括砂輪基主體1、堵頭6和配重砝碼5。如圖1和圖2所示，砂輪1為超硬磨料砂輪，砂輪1的基體上開設有沿圓周方向均布的平衡孔3，這些平衡孔3用于放置配重砝碼5，配重砝碼5按質(zhì)量大小分類，配重砝碼5的形狀呈片狀，配重砝碼5與平衡孔3間隙配合；配重砝碼5的材料不限，可根據(jù)平衡孔3的空間體積和配重材料比重進行選擇；各平衡孔3均為螺紋盲孔，對應的堵頭6均為絲堵，該堵頭6可螺紋連接在平衡孔3的孔口位置，同時堵頭6也能夠?qū)⑴渲仨来a5頂緊固定在平衡孔3中，實現(xiàn)配重砝碼5在平衡孔3中的固定。砂輪總質(zhì)量為1500g(即砂輪1的平衡孔3中配備有相應的堵頭6)。

以砂輪上帶有四個平衡孔為例，該校正方法包括如下步驟：

1)準備工作。清潔砂輪1，特別是砂輪1的平衡孔3，并將堵頭6旋入平衡孔3中，目測待校砂輪裝配完好待用。

2)測試待校砂輪的不平衡量。在砂輪動平衡機上測試，計算確定出待校砂輪的初始重心2位置A、待校砂輪的不平衡矩M為300gmm。

3)確定兩個配重點。根據(jù)待校砂輪的初始重心2位置A、軸心O，建立砂輪重心坐標系，即坐標系的X軸過初始重心2和軸心、Y軸平行于砂輪1的端面與X軸垂直；確定待校砂輪的輕點附近兩個平衡孔3為第一、第二配重孔31、32，第一配重孔31的相位角θ為30°，第二配重孔32的相位角為-60°。

4)計算兩組配重物質(zhì)量。根據(jù)如下公式：m₀e＝m₁rcosθ+m₂rcos(360/n-θ)＝M，m₁rsinθ＝m₂rsin(360/n-θ)，式中：砂輪不平衡矩M、第一配重孔31相位角θ、砂輪質(zhì)量m₀、配重孔的軸心相當于待校砂輪的軸心的半徑r、平衡孔3的數(shù)量n(n＝4)，即可計算出配重m₂＝2.0g、如圖3所示。

5)配重組裝。根據(jù)以上計算，選擇兩組配重砝碼5的質(zhì)量m₁≈3.46g、m₂＝2.0g；將第一、第二配重孔31、32中堵頭6旋出，將兩組配重砝碼5分別置于相應的配重孔中；再旋緊堵頭6即可，如圖4所示。

若需進一步提高平衡精度，可將配重砝碼5細分，選m₁≈3.465g、m₂＝2.0g或m₁≈3.4841g、m₂＝2.0g等等，砂輪平衡精度可成倍提高。

平衡孔的數(shù)量可根據(jù)砂輪大小選擇3～6個。

本發(fā)明中超硬磨料砂輪的精密平衡校正方法的另一實施例：與上述實施例的區(qū)別在于，如圖5所示，砂輪1的配重孔中用配重粉料7作為配重物，該配重粉料7的質(zhì)量科采用高精度天平稱取，也可取得好的砂輪平衡效果。該配重粉料7也是通過堵頭6封堵固定在配重孔中。

本發(fā)明中超硬磨料砂輪的精密平衡校正方法的另一實施例：與上一實施例的不同在于，配重物為配重膠體，配重粉料能夠更加靈活的調(diào)整重量。

基于上述實施例可知，該超硬磨料砂輪的精密平衡校正方法可通過如下步驟實施：

步驟一，在砂輪的基體端面的同一圓周上開設3-6個均布的平衡孔，并給各平衡孔上安裝用于堵上平衡孔的孔口的堵頭，以由砂輪和堵頭組成待校正的砂輪；

步驟二，在動平衡機上測試砂輪的不平衡量，以確定砂輪的初始重心位置和砂輪不平衡矩M；

步驟三，在砂輪端面上過初始重心和圓心建立X軸，砂輪輕點與初始重心關于X軸的中心O對稱，將砂輪輕點區(qū)域的X軸線兩側(cè)、且距離X軸線最近的2個平衡孔確定為砂輪校正的第一、第二配重孔；

步驟四，在第一、第二配重孔中分別安裝配重物，并用堵頭將配重物封堵固定在配重孔中，兩配重物需滿足如下條件：m₀e＝m₁rcosθ+m₂rcos(360/n-θ)＝M，m₁rsinθ＝m₂rsin(360/n-θ)，式中：m₀為砂輪質(zhì)量，e為初始重心在X軸上的坐標的絕對值，r為配重孔和砂輪本體的中心距，m₁和m₂為第一、第二配重孔中配重物的質(zhì)量，θ為第一配重孔相對于X軸的相位角，n為平衡孔的數(shù)量。

上述實施例僅用于說明而非限制本專利的技術方案，任何對本專利進行的等同替換及不脫離本專利精神和范圍的修改或局部替換，其均應涵蓋在本專利權利要求保護的范圍之內(nèi)。