本發(fā)明涉及磨削加工，具體地說，涉及一種硬質(zhì)合金弧面磨削方法。

背景技術(shù)：

1、目前對(duì)于硬質(zhì)合金零件的加工仍然是以磨削方式為主，在實(shí)際加工過程中，除了對(duì)常規(guī)的內(nèi)孔、外圓和倒角磨削外，往往還會(huì)出現(xiàn)倒弧面磨削加工。

2、目前磨削弧面r的工藝大多采用成形法，即將砂輪修整成與弧面契合的形狀尺寸，采用切磨或靠磨方法接觸工件直接成形，此種加工方式操作簡單，成形砂輪的精度決定了產(chǎn)品的精度，在普通磨床上即可實(shí)施。由于此方法為切磨或靠磨加工，進(jìn)刀量小，加工效率低；同時(shí)由于硬質(zhì)合金材料硬度高，導(dǎo)致砂輪消耗快；此外，成形法磨削加工時(shí)，受砂輪磨削的工件也會(huì)對(duì)砂輪施加反作用力，砂輪會(huì)快速慢慢變成工件磨削前的形狀，砂輪保持性較低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是為了克服成形磨削法加工硬質(zhì)合金材質(zhì)工件的弧面時(shí)進(jìn)刀量小、砂輪消耗快和砂輪保持性低的缺陷，提出一種硬質(zhì)合金弧面磨削方法。

2、本發(fā)明通過下述技術(shù)方案解決上述問題：

3、本發(fā)明提供了一種硬質(zhì)合金弧面磨削方法，通過旋轉(zhuǎn)砂輪并沿圓弧軌跡進(jìn)刀，對(duì)工件進(jìn)行內(nèi)切弧面磨削；

4、其中，所述砂輪具有用于對(duì)所述工件進(jìn)行磨削的前緣，所述前緣為環(huán)狀的內(nèi)切弧槽；

5、所述內(nèi)切弧槽的底弧半徑r大于所述內(nèi)切弧面的頂弧半徑r，使得磨削時(shí)內(nèi)切弧面的頂弧始終內(nèi)切于內(nèi)切弧槽的底弧。

6、工作原理及有益效果：通過旋轉(zhuǎn)砂輪并沿圓弧軌跡進(jìn)刀，對(duì)工件進(jìn)行內(nèi)切弧面磨削，且磨削時(shí)內(nèi)切弧面的頂弧始終內(nèi)切于內(nèi)切弧槽的底弧，磨削時(shí)砂輪與工件的接觸點(diǎn)即內(nèi)切點(diǎn)是隨磨削進(jìn)程移動(dòng)的，從上一個(gè)內(nèi)切點(diǎn)移動(dòng)到下一個(gè)內(nèi)切點(diǎn)時(shí)，總是全新的未被磨損的有效磨粒加入磨削，這與成形法相比提高了砂輪的有效磨削面積，可以在磨削過程中保持較大的削吃刀量設(shè)置達(dá)到加快磨削速率的作用；其次，由于成形法是線接觸或面接觸，砂輪容易被硬質(zhì)合金材質(zhì)的工件反作用力磨削起溝槽，加大了對(duì)砂輪的修整和消耗，本發(fā)明提供的一種硬質(zhì)合金弧面磨削方法沿圓弧軌跡進(jìn)刀，工件和砂輪內(nèi)切做點(diǎn)接觸，砂輪受到工件反作用力小，磨削過程工件反作用不停修整砂輪，砂輪不易因磨削起溝槽和變形，砂輪的內(nèi)切弧槽的底弧會(huì)被均勻修整而半徑變大，但始終為圓弧，能夠減少砂輪的修整次數(shù)和消耗，批量加工時(shí)只需要根據(jù)砂輪被消耗量設(shè)置好砂輪內(nèi)切弧槽的底弧半徑補(bǔ)償參數(shù)、進(jìn)給補(bǔ)償參數(shù)、補(bǔ)償值更新周期、壽命監(jiān)控參數(shù)即可重復(fù)對(duì)多件工件進(jìn)行加工而無需拆卸砂輪重新修整，能夠延長砂輪使用壽命節(jié)約成本。

7、根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，所述內(nèi)切弧面的頂弧為四分之一圓弧。

8、根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，所述內(nèi)切弧槽的底弧為四分之一圓弧。

9、根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，所述圓弧軌跡為四分之一圓弧。

10、根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，所述砂輪的前端面與外圓周面相互垂直。

11、根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，所述圓弧軌跡通過以下方法規(guī)劃：

12、a.以所述砂輪的前端面和外圓側(cè)面交界線在機(jī)床坐標(biāo)系xoy平面上的交點(diǎn)為刀位點(diǎn)o，在機(jī)床坐標(biāo)系xoy平面上獲取所述內(nèi)切弧槽的底弧輪廓，作為磨削底弧ab，以所述磨削底弧ab與所述砂輪前端面交界點(diǎn)作為磨削起點(diǎn)a，以所述磨削底弧ab與所述砂輪外圓周面交界點(diǎn)作為所述磨削終點(diǎn)b；

13、b.在機(jī)床坐標(biāo)系xoy平面上獲取內(nèi)切弧面的頂弧輪廓，作為工作頂弧cd，以所述工作頂弧cd的第一端點(diǎn)為加工起點(diǎn)c，以所述工作頂弧cd的第二端點(diǎn)為加工終點(diǎn)d；

14、c.移動(dòng)所述砂輪使磨削起點(diǎn)a與加工起點(diǎn)c接觸，獲取此時(shí)所述刀位點(diǎn)o在機(jī)床坐標(biāo)系中的坐標(biāo)為編程原點(diǎn)坐標(biāo)，以所述編程原點(diǎn)建立編程坐標(biāo)系，完成對(duì)刀；

15、d.以所述磨削底弧ab和所述工作頂弧cd內(nèi)切磨削時(shí)的接觸點(diǎn)為點(diǎn)s，獲取所述砂輪進(jìn)給速度v、所述點(diǎn)s到所述砂輪中心軸線的距離rs、所述點(diǎn)s與機(jī)床坐標(biāo)系x軸的夾角φ以及點(diǎn)s的線速度vs，并通過以下公式計(jì)算出磨削過程中所述點(diǎn)s在編程坐標(biāo)系x軸及y軸中的位移：

16、e.通過以下公式獲取所述砂輪的圓弧軌跡：

17、其中x0為編程原點(diǎn)在機(jī)床坐標(biāo)系中的x軸坐標(biāo)，y0為編程原點(diǎn)在機(jī)床坐標(biāo)系中的y軸坐標(biāo)。

18、工作原理：

19、即在進(jìn)行磨削前，根據(jù)工件待加工的內(nèi)切弧面的頂弧半徑r，預(yù)先對(duì)砂輪進(jìn)行修整，修整出底弧半徑r的內(nèi)切弧槽，確保底弧半徑r>頂弧半徑r；在磨削時(shí)，通過旋轉(zhuǎn)砂輪并沿圓弧軌跡進(jìn)刀，對(duì)工件進(jìn)行內(nèi)切弧面磨削。其中砂輪具有用于對(duì)工件進(jìn)行磨削的前緣，前緣為環(huán)狀的內(nèi)切弧槽。內(nèi)切弧槽的底弧半徑r大于內(nèi)切弧面的頂弧半徑r，且使得磨削時(shí)內(nèi)切弧面的頂弧始終內(nèi)切于內(nèi)切弧槽的底弧。圓弧軌跡通過規(guī)劃實(shí)現(xiàn)，包括獲取內(nèi)切弧槽的底弧輪廓作為磨削底弧ab，獲取內(nèi)切弧面的頂弧輪廓作為工作頂弧cd，工作頂弧ab始終內(nèi)切磨削底弧ab，可視作磨削時(shí)為點(diǎn)接觸，且接觸點(diǎn)為點(diǎn)s，并通過公式計(jì)算出磨削過程中所述點(diǎn)s在編程坐標(biāo)系x軸及y軸中的位移，從而獲取砂輪的圓弧軌跡點(diǎn)。

20、通過上述工作原理，與線接觸或面接觸進(jìn)行磨削的成形法相比，具有以下有益效果：

21、砂輪和工件接觸為點(diǎn)接觸，砂輪的磨削底弧ab磨削出工件的工作頂弧cd過程中，工作頂弧cd時(shí)刻內(nèi)切磨削底弧ab，內(nèi)切點(diǎn)即磨削接觸點(diǎn)為點(diǎn)s，點(diǎn)s在磨削底弧ab上的位置變化是由磨削起點(diǎn)a到磨削終點(diǎn)b，剛好對(duì)應(yīng)從工作頂弧cd的工作起點(diǎn)c磨削到工作終點(diǎn)d；由于點(diǎn)s在磨削底弧ab上的位置隨時(shí)間移動(dòng)，則每次磨削底弧ab上的參與磨削的磨粒都是未被磨損的有效磨粒，與成形法相比砂輪的有效磨削面積增加了，可以在磨削過程中保持較大的削吃刀量設(shè)置達(dá)到加快磨削速率的作用。

22、其次，由于磨削過程中工作頂弧cd時(shí)刻內(nèi)切磨削底弧ab，砂輪上點(diǎn)s處的受到工件的反作用力小不同時(shí)會(huì)對(duì)整個(gè)磨削底弧ab上的磨粒造成磨損，在磨削過程中點(diǎn)s位置由磨削底弧ab的磨削起點(diǎn)a到磨削終點(diǎn)b均勻移動(dòng)，事實(shí)上起到類似修整的作用，砂輪不會(huì)被磨削起溝槽且不容易變形，磨削底弧ab會(huì)被均勻修整而半徑變大，但始終為圓弧，能夠減少砂輪的額外修整次數(shù)和消耗，批量加工時(shí)只需要根據(jù)砂輪被消耗量設(shè)置好砂輪內(nèi)切弧槽的底弧半徑補(bǔ)償參數(shù)、進(jìn)給補(bǔ)償參數(shù)、補(bǔ)償值更新周期、壽命監(jiān)控參數(shù)即可重復(fù)對(duì)多件工件進(jìn)行加工而無需拆卸砂輪重新修整，能夠延長砂輪使用壽命節(jié)約成本。

23、本發(fā)明還提供了一種計(jì)算機(jī)程序，該程序能夠運(yùn)行在一臺(tái)計(jì)算機(jī)上用于執(zhí)行上述的一種硬質(zhì)合金弧面磨削方法。

24、本發(fā)明還提供了一種計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)介質(zhì)，存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序代碼，所述計(jì)算機(jī)程序代碼用于可使得計(jì)算機(jī)執(zhí)行上述的一種硬質(zhì)合金弧面磨削方法。

技術(shù)特征：

1.一種硬質(zhì)合金弧面磨削方法，其特征在于，通過旋轉(zhuǎn)砂輪并沿圓弧軌跡進(jìn)刀，對(duì)工件進(jìn)行內(nèi)切弧面磨削；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種硬質(zhì)合金弧面磨削方法，其特征在于，所述內(nèi)切弧面的頂弧為四分之一圓弧。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種硬質(zhì)合金弧面磨削方法，其特征在于，所述內(nèi)切弧槽的底弧為四分之一圓弧。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種硬質(zhì)合金弧面磨削方法，其特征在于，所述圓弧軌跡為四分之一圓弧。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種硬質(zhì)合金弧面磨削方法，其特征在于，所述砂輪的前端面與外圓周面相互垂直。

6.根據(jù)權(quán)利要求1至4中的任一項(xiàng)一種硬質(zhì)合金弧面磨削方法，其特征在于，所述圓弧軌跡通過以下方法規(guī)劃：

7.一種計(jì)算機(jī)程序，其特征在于：該程序能夠運(yùn)行在一臺(tái)計(jì)算機(jī)上用于執(zhí)行權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述的一種硬質(zhì)合金弧面磨削方法。

8.一種計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)介質(zhì)，其特征在于：存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序代碼，所述計(jì)算機(jī)程序代碼用于可使得計(jì)算機(jī)執(zhí)行如權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述的一種硬質(zhì)合金弧面磨削方法。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及磨削加工技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種硬質(zhì)合金弧面磨削方法，通過旋轉(zhuǎn)砂輪并沿圓弧軌跡進(jìn)刀，對(duì)工件進(jìn)行內(nèi)切弧面磨削；其中，所述砂輪具有用于對(duì)所述工件進(jìn)行磨削的前緣，所述前緣為環(huán)狀的內(nèi)切弧槽；所述內(nèi)切弧槽的底弧半徑R大于所述內(nèi)切弧面的頂弧半徑r，使得磨削時(shí)內(nèi)切弧面的頂弧始終內(nèi)切于內(nèi)切弧槽的底?。槐景l(fā)明具有在磨削過程中保持較大的削吃刀量設(shè)置達(dá)到加快磨削速率、減少砂輪的修整次數(shù)和消耗和延長砂輪使用壽命節(jié)約成本的優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)研發(fā)人員：高建,葉茂,趙云
受保護(hù)的技術(shù)使用者：自貢硬質(zhì)合金有限責(zé)任公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/10