基于球面展成原理的小球径内球面珩磨方法-论文.pdf

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1、第33卷第3期南昌工程学院学报Vo1．33No．32014年6月JournalofNanchangInstituteofTechnologyJune．2014文章编粤：1674—0076(2014)03—0054—04基于球面展成原理的小球径内球面珩磨方法张明建(漳州职业技术学院，福建漳州363000)摘要：基于球面的展成原理研究内球面珩磨过程中磨粒在工件上的空间运动轨迹。建立磨粒运动轨迹的数学模型，提出高硬度、高精度小球径内球面的珩磨方．法．实际加工结果表明，提出的小球径内球面珩磨方法，可实现高硬度、高精度

2、小球径内球面零件的精密珩磨加工．关键词：珩磨；球面展成原理；磨粒运动轨迹中图分类号：THI61．1文献标识码：AAresearchoninnersphericalhoningwithinsmalldiameterofballsbasedonsphericalgeneratingprincipleZHANGMingjian(ZhangzhouInstituteofTechnology，Zhangzhou363000，China)Abstract：Basedonsphericalgeneratingprincip

3、le，thispaperconductsaresearchongraintrajectoryinin—nersphericalhoning．Itdevelopsagraintrajectorymodel，andproposesamethodofhighhardnessandprecisioninnersphericalhoningwithinsmalldiameterofballs．Theactualprocessingresultsshowthatthismethodcanensurehighhardnes

4、sandhighprecisionhoningofinnersphericalpartswithinsmalldiameterofbalIs．Keywords：honing；sphericalgeneratingprinciple；grainstrajectories对于高硬度(58—62HRC)回转体类零件内外球面的精加工，可采用陶瓷或涂层硬质合金刀片精车，但对于高硬度、高尺寸精度(IT4级精度)、高形状精度、高表面粗糙度(Ra0．2am)小型零件的内外球面(球径S<80mm)精加工，如图1和图2所示，一般

5、数控车床精车不易达到零件图纸技术要求，精车后需再经精密磨削．外球面精密磨削相对容易，但内球面精密磨削则难度较大．对于小球径内球面的精密磨削，专利¨介绍了采用球面透镜的磨削方法；佟富强提出了采用无专用修整电极ELID磨削技术，对难加工的TN85金属陶瓷小曲率半径凹球面进行超精密磨削加工；王彤，刘晋春提出了采用电解研磨复合球面加工方法实现小球径内球面的精密研磨．上述3种方法基本属于超精密磨削，根据文献介绍，加工精度较大超过如图1所示铰接球窝零件图纸技术要求，但实现的技术难度较大，加工成本高．为经济加工如图1所示高

6、硬度、高精度铰接球窝内球面，下面根据球面的展成原理，提出实现高硬度、高精度小球径内球面的珩磨方法．1球面的展成珩磨加工原理磨削球面时，工件轴线与砂轮轴线成一定的夹角，工件与砂轮各自绕其轴线旋转，两者的相对运动可展成球面引．图3所示为根据上述球面的展成磨削原理，提出的小球径内球面珩磨方法．其珩磨加工原理为球形珩磨头球径与工件内球面球径大小一样，球形珩磨头与工件分别绕各自回转轴线(图3中的d和cc，)匀速转动，两回转轴线的夹角为90~；与此同时，球形珩磨头绕工件内球面球心0匀速摆动(图3中的／3)，并施收稿日期：

7、2014—02—21作者简介：张明建(1968一)，男，硕士生，副教授，844209712@qq．com．第3期张明建：基于球面展成原理的小球径内球面珩磨方法55加始终通过球心的一定载荷整个工艺系统的工件回转轴线、球形珩磨头回转轴线、球形珩磨头摆动轴线交于工件内球面球心，从而保证内球面珩磨加工的形状精度．：U0．0087／lo0．010l{其余1．l晷上——g——I4-1口lI誓寞／√、／图l铰接球窝图2铰接球头图3球面的展成珩磨加工原理2珩磨球面磨粒运动轨迹的数学模型根据上述球面的展成珩磨加工原理，在球面珩

8、磨过程中，影响球面磨纹主要是工件和球形珩磨头(珩磨具)的回转运动以及球形珩磨头绕球心的摆动．图3工件内球面如图4所示，为证实图3中磨具珩磨出的空间轨迹为球面，只需验证图4的磨粒轨迹为球面即可．图4中y轴对应图3中球形珩磨头的回转轴(图示)，图4中z轴对应于图3中工件的回转轴(图示cc’)．图3中球形珩磨头的摆动(图示口)对应于图4中YOZ平面中的Ⅳ0-s。绕球面0摆动．磨纹是珩磨头上磨粒在工件内球面