專利名稱：大錐孔工件的錐孔在線磨削加工測量方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種大錐孔工件的錐孔在線磨削加工測量方法，屬于軸類零件大錐孔磨削加工和測量技術領域。
背景技術：
在現(xiàn)有技術中，對于小錐孔結(jié)構的零件一般在臥式磨床上加工錐孔，由于工件的中心軸線與工作臺平行，用夾具把工件固定在工作臺上，通過砂輪對工件錐孔進行磨削，磨削完后，將檢查塞規(guī)錐度表面涂上一層紅丹粉后放入工件錐孔內(nèi)，測量塞規(guī)上端面與工件上端面的高度值，通過目測塞規(guī)錐面的接觸面積及塞規(guī)上端面與工件上端面的高度值計算出加工余量，調(diào)節(jié)砂輪架來保證工件錐孔的錐度加工要求。但在測量時，如果將檢查塞規(guī)放入錐孔時用力太輕或太猛都會影響其兩端面的高度值，同時用著色目測法評判錐孔的錐度完全依靠視覺的主觀評價。而對于如風電行星輪等外徑大于400mm、錐孔在200mm的較大工件時，由于無法采用臥式磨床上加工錐孔，一般采用立式磨床加工，由于工件錐孔較大，為此需要做一個很大的檢查塞規(guī)進行檢測，由于檢查塞規(guī)的自身重力會影響測量精度，同時又不方便操作人員進行操作，不僅勞動強度大，同時對于一些錐度較短的結(jié)構，在大錐角的情況下，塞規(guī)塞入錐孔后的自鎖性又不好，這種測量方法的測量精度就會受到影響。上述技術無法實現(xiàn)風電行星輪這類大錐孔結(jié)構零件的錐孔在線測量與加工。為了解決這一問題，CN101082477A所公開的《大錐孔測量儀》，由內(nèi)徑百分表、連接盤、定位裝置和標準環(huán)規(guī)構成，專用于大錐孔的測量，但是該裝置針對每個被測錐孔需要配置不同的標準量規(guī)和量桿等測量部件，由于測量裝置的內(nèi)徑百分表、連接盤、定位裝置需要組裝在一起才能使用，而組裝后的測量裝置的精度都會造成一定的測量誤差。此外，該測量裝置是將被測工件標上與準量規(guī)上對應點之間的誤差值來判斷錐度，此測量方法難點在于測量被測工件標上與準量規(guī)上對應點的位置很難保持一致，測量過程中會存在操作誤差，影響測量精度，同時該測量裝置對操作人員的操作技能提出了很高的要求，由于測量效率不高，會影響錐孔的加工效率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種能提高測量精度和工作效率，降低測量成本的大錐孔工件的錐孔在線磨削加工測量方法。本發(fā)明為達到上述目的的技術方案是一種大錐孔工件的錐孔在線磨削加工測量方法，其特征在于(I)、工件夾緊將工件放置在立式磨床工作臺上，用檢測儀檢測工件內(nèi)孔并將工件校正到其內(nèi)孔中心軸線與工作臺垂直，用夾具將工件固定；(2)、加工測量基準先用砂輪磨削工件端面并與工作臺平行，再用砂輪磨削工件的內(nèi)孔至加工尺寸并作為測量基準孔；
(3)、加工錐孔將砂輪架調(diào)節(jié)至加工要求角度，通過砂輪對工件錐孔內(nèi)表面進行磨削，退出砂輪架后將直徑為Dl的圓柱塞規(guī)插入工件內(nèi)孔內(nèi)，且使圓柱塞規(guī)上端面高出工件端面的距離為h，工件錐孔的錐面與圓柱塞規(guī)外周面構成用于測量的錐腔；(4)、在線測量工件錐孔的測量錐度值α :沿軸向在同一位置將直徑為d的第一量球和直徑為D的第二量球放入錐腔內(nèi)，并分別測量第一量球球頂與圓柱塞規(guī)端面的距離Hd 及第二量球球頂與圓柱塞規(guī)端面的距離Hd，且第二量球直徑D大于第一量球直徑d，用公式 tana = (D-d)/2 (Hd-Hn) - (D-d)計算得到工件錐孔一半的測量錐度值a，以此分別得到至少三處的測量錐度值a，將圓柱塞規(guī)從工件內(nèi)孔拿出；(5)、判斷工件錐孔是否達到規(guī)定的加工要求當至少三處所得測量錐度值a與加工要求的錐度值a b相同，進入校核錐孔的大端直徑Dc工序；當至少三處測量錐度值a 與加工要求的錐度值a b不相同時，按加工要求的錐度值Cib與測量錐度值a差值的兩倍調(diào)整砂輪架角度，再次用砂輪磨削工件錐孔，退出砂輪架后再將直徑為Db的圓柱塞規(guī)插入工件的內(nèi)孔內(nèi)，同樣保持圓柱塞規(guī)上端面與工件端面之間的距離h，重復第四步驟，對得到至少三處以上的測量錐度值a與加工要求的錐度值a b進行對比，直至工件錐孔的測量錐度值a與加工要求的錐度值a b相同為止，進入校核工件錐孔的大端直徑Dc工序；(6)、校核工件錐孔的大端直徑Dc :用公式Dc = Dl+2[D/2+(HB-h+D/2) tan2 a +D/2sin (90-2 α )]計算得到工件錐孔的大端直徑Dc，當工件錐孔的大端直徑Dc與加工要求的大端直徑Db相同時，工件錐孔加工完畢；當工件錐孔的大端直徑Dc與加工要求的大端直徑Db不相同時，用加工要求的大端直徑Db與工件錐孔的大端直徑Dc的差值來增加砂輪的進刀量，直至工件錐孔的大端直徑Dc與加工要求的大端直徑Db相同。本發(fā)明將校正后的工件通過夾具安裝在立式磨床上，在立式磨床上先將加工工件的上端面和內(nèi)孔，因此工件在立式磨床上無需拆卸的情況下，能將該內(nèi)孔作為測量基準孔， 將圓柱塞規(guī)插入工件的內(nèi)孔內(nèi)并高出工件端面，使工件錐孔的錐面與圓柱塞規(guī)外周面構成用于測量的錐腔，可將兩個直徑不同的第一量球和第二量球分別放入錐腔的至少兩個位置，通過測量測量第一量球球頂與圓柱塞規(guī)端面的距離Hd及第二量球球頂與圓柱塞規(guī)端面的距離HD，計算得到工件錐孔的測量錐度值α，將測量錐度值α與加工要求的錐度值Cib 進行對比，兩者的差值調(diào)節(jié)砂輪架，以調(diào)節(jié)砂輪磨削工件的錐孔角，以達到加工要求的錐度值，再進一步對工件錐孔的大端直徑Dc進行校核，以達到加工要求的大端直徑Db要求，無需將工件進行裝卸，在立式磨床上對工件錐孔進行加工并在線對錐孔進行測量，操作方便， 加工效率高，且對工件錐孔檢測時，能大幅度降低勞動強度。本發(fā)明由于采用標準的圓柱塞規(guī)以及兩個不同直徑標準的量球，充分利用生產(chǎn)中現(xiàn)有的量具，不需要特殊定制，只需測得兩個量球與圓柱塞規(guī)端面之間的距離，即測得在線加工的錐孔，同時通過所測得的數(shù)據(jù)，可對在線加工的工件錐孔的大端直徑D進行校核，使在線加工的工件錐孔尺寸達到要求加要的尺寸，由于不需要定制特殊的量具，并排除特殊量具在組裝過程中的誤差，測量精度高， 降低操作人員的操作技能，也大幅度限低測量成本。


下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施例作進一步的詳細描述。圖I是本發(fā)明工件放置在工作臺上的結(jié)構示意圖。
圖2是工件錐孔在線測量時結(jié)構示意圖。其中1-工件，11-錐孔，12-內(nèi)孔，2-夾具，3-工作臺，4-第二量球，5-第一量球， 6-圓柱塞規(guī)。
具體實施例方式見圖1、2所示，本發(fā)明的大錐孔工件的錐孔在線磨削加工測量方法，按以上步驟進行(I)、工件夾緊將工件放置在立式磨床的工作臺3上，用檢測儀檢測工件內(nèi)孔12 并將工件校正到其內(nèi)孔中心軸線與工作臺3垂直，用夾具2將工件固定，該檢測儀可采用內(nèi)徑百分表或其它測量內(nèi)孔的儀表。(2)、加工測量基準先用砂輪磨削工件端面并與工作臺3平行，再用砂輪磨削工件的內(nèi)孔12至加工尺寸并作為測量基準孔，工件端面以及內(nèi)孔12作為測量基準，該內(nèi)孔12 可為一個圓柱孔或錐孔的最小徑。(3)、加工錐孔將砂輪架調(diào)節(jié)至加工要求角度，通過砂輪對工件錐孔11內(nèi)表面進行磨削，退出砂輪架后將直徑為Dl的圓柱塞規(guī)6插入工件的內(nèi)孔12內(nèi)，圓柱塞規(guī)6上端面高出工件端面的距離為h，使工件錐孔11錐面與圓柱塞規(guī)6外周面構成用于測量的錐腔， 見圖2所示，本發(fā)明的圓柱塞規(guī)6為空芯結(jié)構，且在圓柱塞規(guī)6的上部固定把手，方便將圓柱塞規(guī)6的放入工件內(nèi)或從工件內(nèi)取出，本發(fā)明圓柱塞規(guī)6高出工件端面的距離H在5 100mm，如10mm、20mm或30mm等，通過使圓柱塞規(guī)6的上端面作為兩個量球高度的側(cè)量基準面。(4)、在線測量工件錐孔的測量錐度值α :沿軸向在同一位置將直徑為d的第一量球5和直徑為D的第二量球4放入錐腔內(nèi)，本發(fā)明的第一量球5和第二量球4均為標準量球，分別測量第一量球5球頂與圓柱塞規(guī)端面的距離Hd及第二量球4球頂與圓柱塞規(guī)端面的距離Hd，且第二量球4直徑D大于第一量球5直徑d，用公式tan α = (D-d)/2 (Hd-H11)-(D-d)計算得到工件錐孔11 一半的測量錐度值α，以此分別得到至少三處的測量錐度值α，本發(fā)明可沿錐腔圓周方向按均布的3 5個位置分別進行測量，將圓柱塞規(guī)6從工件的內(nèi)孔12處拿出；(5)、判斷工件錐孔是否達到規(guī)定的加工要求當至少三處所得測量錐度值α與加工要求的錐度值ab相同，進入校核工件錐孔11的大端直徑Dc工序；當至少三處測量錐度值α與加工要求的錐度值ab不相同時，按加工要求的錐度值ab與測量錐度值α差值的兩倍調(diào)整砂輪架角度，再次用砂輪磨削工件錐孔11，退出砂輪架后再將直徑為Db的圓柱塞規(guī)6插入工件內(nèi)孔12內(nèi)，同樣保持圓柱塞規(guī)上端面與工件端面之間的距離h，重復第四步驟，對得到至少三處以上的測量錐度值α與加工要求的錐度值Cib進行對比，可進行對次磨削加工，直至工件錐孔的測量錐度值α與加工要求的錐度值a b相同為止，進入校核工件錐孔11的大端直徑Dc工序。(6)、校核工件錐孔大端直徑Dc :用公式Dc = Dl+2 [D/2+(HD_h+D/2) tan2 a +D/2sin (90-2 α )]計算得到工件錐孔11的大端直徑Dc，當工件錐孔的大端直徑Dc 與加工要求的大端直徑Db相同時，工件錐孔加工完畢；當工件錐孔的大端直徑Dc與加工要求的大端直徑Db不相同時，用加工要求的大端直徑Db與工件錐孔的大端直徑Dc的差值來增加砂輪的進刀量，可采用多次加工，直至工件錐孔的大端直徑Dc與加工要求的大端直徑 Db相同。采用本發(fā)明的在線磨削加工測量方法，不僅可加工如圖I所示的雙錐孔工件，也可加工單錐孔工件，都能很好地實現(xiàn)大錐孔結(jié)構零件如5麗風電齒輪行星輪錐孔在線測量。
權利要求
1.一種大錐孔工件的錐孔在線磨削加工測量方法，其特征在于(1)、工件夾緊將工件放置在立式磨床工作臺上，用檢測儀檢測工件內(nèi)孔并將工件校正到其內(nèi)孔中心軸線與工作臺垂直，用夾具將工件固定；(2)、加工測量基準先用砂輪磨削工件端面并與工作臺平行，再用砂輪磨削工件的內(nèi)孔至加工尺寸并作為測量基準孔；(3)、加工錐孔將砂輪架調(diào)節(jié)至加工要求角度，通過砂輪對工件錐孔內(nèi)表面進行磨削， 退出砂輪架后將直徑為Dl的圓柱塞規(guī)插入工件內(nèi)孔內(nèi)，且使圓柱塞規(guī)上端面高出工件端面的距離為h，工件錐孔的錐面與圓柱塞規(guī)外周面構成用于測量的錐腔；(4)、在線測量工件錐孔的測量錐度值α:沿軸向在同一位置將直徑為d的第一量球和直徑為D的第二量球放入錐腔內(nèi)，并分別測量第一量球球頂與圓柱塞規(guī)端面的距離Hd及第二量球球頂與圓柱塞規(guī)端面的距離Hd，且第二量球直徑D大于第一量球直徑d，用公式 tana = (D-d)/2 (Hd-Hn) - (D-d)計算得到工件錐孔一半的測量錐度值a，以此分別得到至少三處的測量錐度值a，將圓柱塞規(guī)從工件內(nèi)孔拿出；(5)、判斷工件錐孔是否達到規(guī)定的加工要求當至少三處所得測量錐度值a與加工要求的錐度值a b相同，進入校核錐孔的大端直徑Dc工序；當至少三處測量錐度值a與加工要求的錐度值ab不相同時，按加工要求的錐度值Cib與測量錐度值a差值的兩倍調(diào)整砂輪架角度，再次用砂輪磨削工件錐孔，退出砂輪架后再將直徑為Db的圓柱塞規(guī)插入工件的內(nèi)孔內(nèi)，同樣保持圓柱塞規(guī)上端面與工件端面之間的距離h，重復第四步驟，對得到至少三處以上的測量錐度值a與加工要求的錐度值Cib進行對比，直至工件錐孔的測量錐度值 a與加工要求的錐度值a b相同為止，進入校核工件錐孔的大端直徑Dc工序；(6)、校核工件錐孔的大端直徑Dc:用公式Dc = Dl+2[D/2+(HB-h+D/2) tan2 a +D/2sin (90-2 α )]計算得到工件錐孔的大端直徑Dc，當工件錐孔的大端直徑Dc與加工要求的大端直徑Db相同時，工件錐孔加工完畢；當工件錐孔的大端直徑Dc與加工要求的大端直徑Db不相同時，用加工要求的大端直徑Db與工件錐孔的大端直徑Dc的差值來增加砂輪的進刀量，直至工件錐孔的大端直徑Dc與加工要求的大端直徑Db相同。
2.根據(jù)權利要求I所述的大錐孔工件的錐孔在線磨削加工測量方法，其特征在于所述沿錐腔圓周方向按均布的3 5個位置進行測量。
3.根據(jù)權利要求I所述的大錐孔工件的錐孔在線磨削加工測量方法，其特征在于所述圓柱塞規(guī)上端面高出工件端面的距離h在5 100mm。
4.根據(jù)權利要求I所述的大錐孔工件的錐孔在線磨削加工測量方法，其特征在于所述檢測儀為內(nèi)徑百分表。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種大錐孔工件的錐孔在線磨削加工測量方法，將工件夾緊在立式磨床的工作臺上，先加工出工件內(nèi)孔及工件端面作為測量基準，對工件錐孔內(nèi)表面進行磨削，將圓柱塞規(guī)插入工件內(nèi)孔并高出工件端面，沿軸向在同一位置將放置的第一量球和第二量球測量兩量球球頂與圓柱塞規(guī)端面的距離，經(jīng)計算得到工件錐孔一半的測量錐度值，判斷工件錐孔是否達到規(guī)定的加工要求，調(diào)整砂輪架角度使加工的測量錐度值與加工要求的錐度值相同，再對錐孔的大端直徑Dc進行校核彈，并調(diào)節(jié)進刀量使加工的大端直徑與加工要求的大端直徑相同。本發(fā)明能提高測量精度和工作效率，降低測量成本。
文檔編號B24B5/48GK102601733SQ20121008493
公開日2012年7月25日 申請日期2012年3月28日 優(yōu)先權日2012年3月28日
發(fā)明者吳剛, 陳宗瑞 申請人:南車戚墅堰機車車輛工藝研究所有限公司