数控插补方式实现外球面高精度磨削的方法.pdf

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1、第12期机械设计与制造2015年12月MachineryDesign&Manufacture129数控插补方式实现外球面高精度磨削的方法彭栋梁，旷生平，张鹏，吴定柱(中国工程物理研究院机械制造工艺研究所，四川绵阳621900)摘要：针对高精度、高硬度球面加工难的问题，提出一种数控插补方式实现外球面高精度磨削的方法，利用数控外圆磨床的高精度圆弧插补功能，在通用数控外圆磨床上、使用普通砂轮实现高硬度外球面的高精度磨削。论述了外球面数控插补磨削的原理，优化了对刀方法，通过自动“修整一磨削一修整”来减小砂轮磨损的影响，自主编制开发了一套参数化的球面磨削程序，集成球

2、面磨削的全过程，实现了磨削过程全流程数字化。最后采用此方法磨削硬度为HRC60的球形零件。球面轮廓度迭0．002mm、粗糙度达Ra0．151zm。关键词：球面；插补；磨削；高精度中图分类号：THl6；TH164文献标识码：A文章编号：1001—3997(2015)12—0129—03AMethodforHigh-PrecisionGrindingofSphericalSurfacesinNCInterpolationWayPENGDong-liang，KUANGSheng-ping，ZHANGPeng，WUDing-zhu(InstituteofMachi

3、neryManufacturingTechnology，ChinaAcademyofEngineering＆Physics，SichuanMianyang621900，China)Abstract：AmethodWCISintroducedtoobtainhigh-precisionand她咖-，咖ysphericalsulfates．UtilizingNCfunctionofCNCexternalcylindricalgrindingmachine，high-precisiongrindingofhigh-rigiditysphericalsu~Cace

4、sco3zberealizedOFtgeneralgrindingmachineusinggeneralgrindingwheelPrincipleofthemethodWaSdescribed．ThetoolsettingmethodWH8optimizedanda“dressing-grinding-dressin~’waywasappliedtocompensategrindingwheelIoear．Asetofprogramswhichintegratesthewholegrindingprocesswasdevelopea~Anexample，

5、achievingaspherewithrigidityofHRC60，su~acefigureaccuracyof0．002mmandroughnessofRa0．15m，demonstratedtheefectivenessofthemethodKeyWords：SphereSurface；NCInterpolation；Grinding；mghPrecision必须大于工件圆弧端点位置切线与工件轴线的夹角。基于以上1引言原理，理论E只要机床精度足够，就可以实现球面的高精度数控插高硬度球面的高精度加工是实现高精度球轴承、球阀等零补削。但是，要将这种数控

6、插补磨削原理转化为实际可应用的方件制造的关键，这类零件一般硬度~>HRC60、轮廓度要求在微米法，还需要解决对刀、砂轮磨损补偿、数控程序编制等关键技术。级、表面粗糙度Ra<~O．2【1l。传统的球面加工方法很难满足如此高硬度、高精度的要求，且大都需要专用机床或专用工具。磨削是实现高硬度、高精度零件加工的常用工艺措施，而且随着数控技术的发展，高精度的数控外圆磨床已经得到普及，如何在通用数控外圆磨床上，用普通砂轮实现球面的高精度磨削，是这里研究的初衷。利用数控磨床的圆弧插补功能，在圆弧插补磨削原理的基础上，进一步优化对刀、砂轮补偿等方法，自主编制开发一套数控插

7、补磨削程序，实现外球面的高精度磨削。2磨削原理实现球面插补磨削的原理示意图，如图I所示。其中砂轮为图1外球面数控插补磨削原理示意图普通内圆砂轮，砂轮、工件在绕自身轴线自转的同时，砂轮沿工件球Fig．1SchematicDiagramofSphereGrinding面进行圆弧插补。为了避免砂轮与工件干涉，将砂轮偏转角度口，aMethodinNCInterpolationWay来稿日期：2015—05—17>作者简介：彭栋梁，(1989一)，男，湖北潜江人，硕士研究生，助理工程师，主要研究方向：机械加工工艺13O彭栋梁等：数控插补方式实现外球面高精度磨削的方法

8、第12期3关键技术3．1对刀对刀是为了确定刀具与工件的相对位置关系