CN110328567A - 一种大深径比孔测量磨削一体化加工方法 - Google Patents

一种大深径比孔测量磨削一体化加工方法 Download PDF

Info

Publication number
CN110328567A
CN110328567A CN201910544895.8A CN201910544895A CN110328567A CN 110328567 A CN110328567 A CN 110328567A CN 201910544895 A CN201910544895 A CN 201910544895A CN 110328567 A CN110328567 A CN 110328567A
Authority
CN
China
Prior art keywords
workpiece
axis
axis workbench
coordinate
lathe
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201910544895.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110328567B (zh
Inventor
康仁科
朱祥龙
焦振华
董志刚
高尚
卢成
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dalian University of Technology
Original Assignee
Dalian University of Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dalian University of Technology filed Critical Dalian University of Technology
Priority to CN201910544895.8A priority Critical patent/CN110328567B/zh
Publication of CN110328567A publication Critical patent/CN110328567A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110328567B publication Critical patent/CN110328567B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B47/00—Drives or gearings; Equipment therefor
    • B24B47/20—Drives or gearings; Equipment therefor relating to feed movement
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B49/00—Measuring or gauging equipment for controlling the feed movement of the grinding tool or work; Arrangements of indicating or measuring equipment, e.g. for indicating the start of the grinding operation
    • B24B49/003—Measuring or gauging equipment for controlling the feed movement of the grinding tool or work; Arrangements of indicating or measuring equipment, e.g. for indicating the start of the grinding operation involving acoustic means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B49/00—Measuring or gauging equipment for controlling the feed movement of the grinding tool or work; Arrangements of indicating or measuring equipment, e.g. for indicating the start of the grinding operation
    • B24B49/02—Measuring or gauging equipment for controlling the feed movement of the grinding tool or work; Arrangements of indicating or measuring equipment, e.g. for indicating the start of the grinding operation according to the instantaneous size and required size of the workpiece acted upon, the measuring or gauging being continuous or intermittent
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B5/00—Machines or devices designed for grinding surfaces of revolution on work, including those which also grind adjacent plane surfaces; Accessories therefor
    • B24B5/02—Machines or devices designed for grinding surfaces of revolution on work, including those which also grind adjacent plane surfaces; Accessories therefor involving centres or chucks for holding work
    • B24B5/06—Machines or devices designed for grinding surfaces of revolution on work, including those which also grind adjacent plane surfaces; Accessories therefor involving centres or chucks for holding work for grinding cylindrical surfaces internally
    • B24B5/10—Machines or devices designed for grinding surfaces of revolution on work, including those which also grind adjacent plane surfaces; Accessories therefor involving centres or chucks for holding work for grinding cylindrical surfaces internally involving a horizontal tool spindle
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B5/00—Machines or devices designed for grinding surfaces of revolution on work, including those which also grind adjacent plane surfaces; Accessories therefor
    • B24B5/36—Single-purpose machines or devices
    • B24B5/40—Single-purpose machines or devices for grinding tubes internally
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B51/00—Arrangements for automatic control of a series of individual steps in grinding a workpiece

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Automatic Control Of Machine Tools (AREA)
  • Numerical Control (AREA)
  • Grinding And Polishing Of Tertiary Curved Surfaces And Surfaces With Complex Shapes (AREA)

Abstract

一种大深径比孔测量磨削一体化加工方法，属于内圆精密磨削加工领域。在加工过程中使用测针测量工件各截面处孔径，通过计算工件内孔加工余量δ的大小判断所处加工阶段，选用对应加工参数进行工件内孔磨削加工。当δ0＞0.5mm，采用粗加工参数，磨杆预压量2/3Xs＜Xap0≤Xs，切深20μm＜ap≤30μm；当0.1mm＜δ1≤0.5mm时，采用半精加工参数，磨杆预压量1/3Xs＜Xap0≤2/3Xs，切深10μm＜ap≤20μm；当0.01mm＜δ2≤0.1mm时，采用精加工参数，磨杆预压量1/4Xs＜Xap0≤1/3Xs，切深2μm＜ap≤10μm；当δ3≤0.01mm时，采用最后加工阶段参数，磨杆预压量0＜Xap0≤1/4Xs，切深0μm＜ap≤2μm。本发明实现大深径比孔的测量磨削一体自动化加工，提高生产效率，降低废品率，且操作简单，减轻操作者劳动强度。

Description

一种大深径比孔测量磨削一体化加工方法
技术领域
本发明属于内圆精密磨削加工领域，涉及一种大深径比孔测量磨削一体化加工方法。
背景技术
大深径比薄壁套筒和作动筒等零件是构成飞机起落架振动缓冲单元和收放运动单元的重要支撑件和液压运动件，是飞机起落架的核心部件。为保证飞机起落架高可靠、高质量的使用性能，防止使用过程中出现高压油泄漏或者运动件卡死等故障，必须保证套筒和作动筒等深孔薄壁结构件内孔的精度和表面质量。
目前该类零件主要在普通深孔内圆磨床上加工，由于该类零件具有深径比大，孔径小和薄壁的特点，因此加工所用磨杆细长，刚性差，加工过程中砂轮让刀大，造成每次材料实际去除深度小于理论切深ap，为保证工件加工后内孔满足尺寸精度要求，在半精加工和精加工阶段需要操作者使用内径千分尺反复测量工件孔径，确定下一步进给切深ap的大小。由于测量所用内径千分尺较长，测量时内径千分尺的轴线与工件内孔轴线的同轴度误差给测量结果带来很大误差，易造成工件孔径加工超差而报废的严重后果；同时作动筒内孔结构复杂，包括多个阶梯和过度圆弧及台阶面，在孔径测量时每段内孔需要测量多个不同截面处的孔径，在一个工件的整个加工周期中测量工作量很大，因而极大增加了工人的劳动强度，并使测量过程用时占据整个加工工时的很大部分，严重降低了加工效率；由于孔径测量依靠人工完成，无法实现测量加工一体的自动化加工。传统加工方法的加工效率低，工件精度一致性差，废品率高，对操作者技术要求极高，且工人劳动强度大，已无法满足该类零部件精密高效加工及大批量生产的要求，因此迫切需要发明或开发一种新的大深径比孔测量磨削一体化加工工艺，来解决上述问题并实现该类大深径比零件的精密、高效和自动化加工，为航空航天用关键零部件的精密加工提供技术保障。
发明内容
本发明针对以上提出的加工效率低、零件精度保持性差和无法建立测量与磨削之间相对位置关系的问题，提供一种大深径比孔测量磨削一体化加工方法。
为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：
一种大深径比孔测量磨削一体化加工方法，包括以下步骤：
S1、开启机床，安装工件和砂轮，确认机床工作状态及加工程序正常。
S2、控制机床Z轴工作台快速移动至Z向安全位坐标Z1＝Z0-180，其中，Z0为砂轮右端面与工件左端面接触时，机床Z轴光栅坐标值，即Z0为工件Z方向零点；
S3、控制机床X轴工作台快速移动至X向安全位坐标X0，X0为工件回转中心与磨杆轴线重合时，机床X轴光栅坐标值。
S4、孔径测量：控制机床X轴工作台和Z轴工作台移动，使用测针测量工件各截面处孔径，并记录对应孔径处测针球头在机床坐标系中的X向和Z向坐标，取所测孔径中最小值Dmin，及其对应位置处测针球头在机床坐标系中的坐标(X2,Z2)。
S5、砂轮对刀：在工件孔径最小截面处，根据砂轮与测针球头之间的相对位置关系，利用声发射完成砂轮快速对刀，并记录此时砂轮在机床坐标系中的X向和Z向的坐标值(X3,Z3)，并控制机床X轴工作台和Z轴工作台快速移动至X向安全位X0和Z向安全位Z1。
S6、判断加工余量δ0＝D0+EI-Dmin＞0.5mm是否成立，是，执行步骤S7，否，执行步骤S11，其中D0为工件公称孔径，EI为孔径的下偏差。
S7、启动工件主轴电机通过三爪卡盘带动工件旋转至工作转速，同时启动砂轮主轴至工作转速，采用粗加工参数，以下所述Xs为磨杆安全使用时允许的最大弯曲变形量，控制机床X轴工作台施加磨杆预压量为Xap0，2/3Xs＜Xap0≤Xs。
S8、控制机床X轴工作台进给切深ap，20μm＜ap≤30μm，Z轴工作台以往复速度fa运动至Z向坐标Z0+Δb2，然后控制机床X轴工作台进给切深ap，20μm＜ap≤30μm，Z轴工作台以往复速度fa运动至Z向坐标Z0+L+Δb1，记录粗加工阶段磨削循环次数n1，其中，L为工件内孔长度，0≤Δb1≤1/2B，1/2B≤Δb2≤B，B为砂轮宽度，100mm/min≤fa≤200mm/min。
S9、判断是否成立，是，执行步骤S10，否，执行步骤S8，其中N1＝1、2、3…，具体取值根据粗加工阶段的磨杆预压量Xap0、切深ap及加工余量δ0确定。
S10、使用测针测量工件各截面孔径，将测得最小孔径记作D1。
S11、判断加工余量0.1mm＜δ1＝D0+EI-D1≤0.5mm是否成立，是，执行步骤S12，否，执行步骤S8。
S12、采用半精加工参数，控制机床X轴工作台施加磨杆预压量Xap0，1/3Xs＜Xap0≤2/3Xs。
S13、控制机床X轴工作台进给切深ap，10μm＜ap≤20μm，Z轴工作台以往复速度fa在Z向坐标Z0+Δb2，然后控制机床X轴工作台进给切深ap，10μm＜ap≤20μm，Z轴工作台以往复速度fa运动至Z向坐标Z0+L+Δb1，记录半精加工阶段磨削循环次数n2。
S14、判断是否成立，是执行步骤S15，否，执行步骤S13，其中N2＝1、2、3…，具体取值根据半精加工阶段的磨杆预压量Xap0、切深ap及加工余量δ1确定。
S15、使用测针测量工件各截面孔径，将测得最小孔径记作D2。
S16、判断加工余量0.01mm＜δ2＝D0+EI-D2≤0.1mm是否成立，是，执行步骤S17，否，执行步骤S13。
S17、采用精加工参数，控制机床X轴工作台施加磨杆预压量Xap0，1/4Xs＜Xap0≤1/3Xs。
S18、控制机床X轴工作台进给切深ap，2μm＜ap≤10μm，Z轴工作台以往复速度fa在Z向坐标Z0+Δb2，然后控制机床X轴工作台进给切深ap，2μm＜ap≤10μm，Z轴工作台以往复速度fa运动至Z向坐标Z0+L+Δb1。
S19、使用测针测量工件各截面孔径，将测得最小孔径记作D3。
S20、判断加工余量δ3＝D0+EI-D3≤0.01mm是否成立，是，执行步骤S21，否，执行步骤S18。
S21、采用最后阶段加工参数，控制机床X轴工作台施加磨杆预压量Xap0，0≤Xap0≤1/4Xs。
S22、控制机床X轴工作台进给切深ap，0＜ap≤2μm，Z轴工作台以往复速度fa在Z向坐标Z0+Δb2，然后控制机床X轴工作台进给切深ap，0＜ap≤2μm，Z轴工作台以往复速度fa运动至Z向坐标Z0+L+Δb1。
S23、使用测针测量工件各截面孔径，将测得最小孔径记作D4。
S24、判断D0+EI≤D4≤D0+ES是否成立，是，执行步骤S25，否，执行步骤S22。
S25、控制机床X轴工作台快速移动至X向安全位X0，Z轴工作台快速移动至Z向安全位Z1，完成磨削加工。
进一步地，确定不同磨削加工阶段中砂轮达到磨损的磨削循环次数(其中，N为最大整数，G为磨削比根据砂轮和被加工工件材料通过工艺试验确定，v砂轮为砂轮磨损量，D＝Dmin、D1、D2、D3，ap对应为个加工阶段的切深)，在砂轮磨损后对其进行修整，并将砂轮修整量b补偿到机床X向进给坐标中。
与现有技术比较，本发明具有以下优点：
(1)本发明的大深径比孔测量磨削一体化加工方法能实现，磨削过程中利用测针自动完成工件各截面处孔径测量，避免了传统磨削加工中人工测量，减轻了工人的劳动强度，同时也保证了孔径测量精度，从而降低废品率，提高工件内孔精度的一致性，提高了加工效率。
(2)本发明的大深径比孔测量磨削一体化加工方法能实现，根据孔径测量结果确定工件目前所处加工阶段，选用合适的工艺参数进行磨削加工，提高了加工效率，实现了测量磨削一体的自动化加工；同时，本发明操作简单，降低了对操作者的技术要求。
附图说明
图1为本发明实施例的测量-加工一体化数控深孔磨床示意图。
图2为本发明实施例的大深径比孔磨削流程图。
图中：1床身，2Z轴工作台，3工件，4砂轮，5中心架，6砂轮修整器，7磨杆，8X轴工作台，9测杆，10测针，11测针球头a，12测针球头b，13三爪卡盘，14主轴箱，15电机。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
一种大深径比孔测量磨削一体化加工方法，基于如图1所示的测量-加工一体化数控深孔磨床实现，该磨床包括床身1、Z轴工作台2、中心架5、砂轮修整器6、磨杆7、X轴工作台8、测杆9、测针10、测针球头a11、测针球头b12、三爪卡盘13、主轴箱14、电机15。所述的X轴工作台8、Z轴工作台2设于床身1上，且能够在床身1上沿X轴方向、Z轴方向移动，磨杆7一端通过涨紧套夹紧固定在X轴工作台8上，另一端与砂轮4连接，测杆9一端通过涨紧套夹紧固定在X轴工作台8上，另一端与测针10连接。工件3安装在Z轴工作台2上，工件3一端部与三爪卡盘13连接，三爪卡盘13通过主轴箱14与电机15连接，工件3另一端由中心架5支撑。
一种大深径比孔测量磨削一体化加工方法，如图2所示，包括以下步骤：
S1、开启机床，安装工件3和砂轮4，确认机床工作状态及加工程序正常；
S2、控制机床Z轴工作台2快速移动至Z向安全位坐标Z1＝Z0-180，其中，Z0为砂轮4右端面与工件3左端面接触时，机床Z轴光栅坐标值，即Z0为工件3Z方向零点；
S3、控制机床X轴工作台8快速移动至X向安全位坐标X0，X0为工件3回转中心与磨杆7轴线重合时，机床X轴光栅坐标值；
S4、孔径测量：控制机床X轴工作台8和Z轴工作台2移动，使用测针10测量工件3各截面处孔径，并记录对应孔径处测针球头在机床坐标系中的X向和Z向坐标，取所测孔径中最小值Dmin，及其对应位置处测针球头在机床坐标系中的坐标(X2,Z2)；
S5、砂轮对刀：在工件3孔径最小截面处，根据砂轮4与测针球头之间的相对位置关系，利用声发射完成砂轮4快速对刀，并记录此时砂轮4在机床坐标系中的X向和Z向的坐标值(X3,Z3)，并控制机床X轴工作台8和Z轴工作台2快速移动至X向安全位X0和Z向安全位Z1；
S6、判断加工余量δ0＝D0+EI-Dmin＞0.5mm是否成立，是，执行步骤S7，否，执行步骤S11，其中D0为工件3公称孔径，EI为孔径的下偏差；
S7、启动工件主轴电机15通过三爪卡盘13带动工件3旋转至工作转速，同时启动砂轮主轴至工作转速，采用粗加工参数，以下所述Xs为磨杆7安全使用时允许的最大弯曲变形量，控制机床X轴工作台8施加磨杆7预压量为Xap0，2/3Xs＜Xap0≤Xs；
S8、控制机床X轴工作台8进给切深ap，20μm＜ap≤30μm，Z轴工作台2以往复速度fa运动至Z向坐标Z0+Δb2，然后控制机床X轴工作台8进给切深ap，20μm＜ap≤30μm，Z轴工作台2以往复速度fa运动至Z向坐标Z0+L+Δb1，记录粗加工阶段磨削循环次数n1，其中，L为工件3内孔长度，0≤Δb1≤1/2B，1/2B≤Δb2≤B，B为砂轮4宽度，100mm/min≤fa≤200mm/min；
S9、判断是否成立，是，执行步骤S10，否，执行步骤S8，其中N1＝1、2、3…，具体取值根据粗加工阶段的磨杆7预压量Xap0、切深ap及加工余量δ0确定；
S10、使用测针测量工件3各截面孔径，将测得最小孔径记作D1；
S11、判断加工余量0.1mm＜δ1＝D0+EI-D1≤0.5mm是否成立，是，执行步骤S12，否，执行步骤S8；
S12、采用半精加工参数，控制机床X轴工作台8施加磨杆7预压量Xap0，1/3Xs＜Xap0≤2/3Xs；
S13、控制机床X轴工作台8进给切深ap，10μm＜ap≤20μm，Z轴工作台2以往复速度fa在Z向坐标Z0+Δb2，然后控制机床X轴工作台8进给切深ap，10μm＜ap≤20μm，Z轴工作台2以往复速度fa运动至Z向坐标Z0+L+Δb1，记录半精加工阶段磨削循环次数n2；
S14、判断是否成立，是执行步骤S15，否，执行步骤S13，其中N2＝1、2、3…，具体取值根据半精加工阶段的磨杆7预压量Xap0、切深ap及加工余量δ1确定；
S15、使用测针10测量工件3各截面孔径，将测得最小孔径记作D2；
S16、判断加工余量0.01mm＜δ2＝D0+EI-D2≤0.1mm是否成立，是，执行步骤S17，否，执行步骤S13；
S17、采用精加工参数，控制机床X轴工作台8施加磨杆7预压量Xap0，1/4Xs＜Xap0≤1/3Xs；
S18、控制机床X轴工作台8进给切深ap，2μm＜ap≤10μm，Z轴工作台2以往复速度fa在Z向坐标Z0+Δb2，然后控制机床X轴工作台8进给切深ap，2μm＜ap≤10μm，Z轴工作台2以往复速度fa运动至Z向坐标Z0+L+Δb1；
S19、使用测针10测量工件3各截面孔径，将测得最小孔径记作D3；
S20、判断加工余量δ3＝D0+EI-D3≤0.01mm是否成立，是，执行步骤S21，否，执行步骤S18；
S21、采用最后阶段加工参数，控制机床X轴工作台8施加磨杆7预压量Xap0，0≤Xap0≤1/4Xs；
S22、控制机床X轴工作台8进给切深ap，0＜ap≤2μm，Z轴工作台2以往复速度fa在Z向坐标Z0+Δb2，然后控制机床X轴工作台8进给切深ap，0＜ap≤2μm，Z轴工作台2以往复速度fa运动至Z向坐标Z0+L+Δb1；
S23、使用测针10测量工件3各截面孔径，将测得最小孔径记作D4；
S24、判断D0+EI≤D4≤D0+ES是否成立，是，执行步骤S25，否，执行步骤S22；
S25、控制机床X轴工作台8快速移动至X向安全位X0，Z轴工作台2快速移动至Z向安全位Z1，完成磨削加工。
所述的步骤S5中利用声发射完成砂轮4快速对刀的具体方法与中国专利号CN201710047333.3中所述方法相同，具体为：根据所孔径最小测截面处对应的测针球头b12在床坐标系中的坐标(X2,Z2)及测针球头b12与砂轮4间X向、Z向相对位置关系确定砂轮的目标对刀位置的坐标(含X向、Z向安全余量)，控制机床的X轴工作台8和Z轴工作台2使砂轮4快速移动至目标对刀位置，切换至缓慢移动，并通过流体声发射传感器监测砂轮4与工件3之间的接触状态，当砂轮4与工件3接触时，砂轮4与工件3的摩擦以及工件3材料去除产生瞬态弹性波即声发射信号，通过流体声发射传感器检测砂轮4与工件3接触时的声发射信号，完成砂轮4与工件3的精密对刀，并记录此时砂轮4在机床坐标系中的X向和Z向的坐标值(X3,Z3)。
另外，另外，确定不同磨削加工阶段中砂轮4达到磨损的磨削循环次数(其中，N为最大整数，G为磨削比根据砂轮4和被加工工件3材料通过工艺试验确定，v砂轮为砂轮4磨损量，D＝Dmin、D1、D2、D3，ap对应为个加工阶段的切深)，在砂轮4磨损后对其进行修整，并将砂轮4修整量b补偿到机床X向进给坐标中。
实施例1
S1、开启机床，将工件3和砂轮4分别安装在Z轴工作台2、磨杆7上，确认机床工作状态及加工程序正常。
S2、控制机床Z轴工作台2快速移动至Z向安全位坐标Z1＝Z0-180，其中，Z0为砂轮4右端面与工件3左端面接触时，机床Z轴光栅坐标值，即Z0为工件3Z方向零点。
S3、控制机床X轴工作台8快速移动至X向安全位坐标X0，X0为工件3回转中心与磨杆7轴线重合时，机床X轴光栅坐标值。
S4、孔径测量：控制机床X轴工作台8和Z轴工作台2移动，使用测针10测量工件3各截面处的孔径，并记录对应孔径处测针球头b12在机床坐标系中的X向和Z向坐标，取所测孔径中最小值Dmin，及其对应位置处测针球头b12在机床坐标系中的坐标(X2,Z2)。
S5、砂轮对刀：在工件3孔径最小截面处，根据砂轮4与测针球头b12之间的相对位置关系，利用声发射完成砂轮4快速对刀，并记录此时砂轮4在机床坐标系中的X向和Z向的坐标值(X3,Z3)，并控制机床X轴工作台8和Z轴工作台2快速移动至X向安全位X0和Z向安全位Z1。
S6、判断加工余量δ0＝D0+EI-Dmin＞0.5mm是否成立，是，执行步骤S7，否，执行步骤S11，其中D0为工件3公称孔径，EI为孔径的下偏差。
S7、启动工件主轴电机15通过三爪卡盘13带动工件3旋转至工作转速，同时启动砂轮主轴至工作转速，采用粗加工参数，该实施例磨杆其最大许用弯曲变形量为0.7mm，控制机床X轴工作台8施加磨杆7预压量Xap0，此时预压量Xap0＝0.65mm。
S8、控制机床X轴工作台8进给切深ap＝30μm，Z轴工作台2以往复速度fa＝160mm/min运动至Z向坐标Z0+Δb2，然后控制机床X轴工作台8进给切深ap＝30μm，Z轴工作台2以往复速度fa＝160mm/min运动至Z向坐标Z0+L+Δb1，记录粗加工阶段磨削循环次数n1，其中，L为工件3内孔长度，Δb1＝Δb2＝1/2B，B为砂轮4宽度。
S9、判断是否成立，是，执行步骤S10，否，执行步骤S8，其中N1＝4。
S10、使用测针10测量工件3各截面孔径，将测得最小孔径记作D1。
S11、判断加工余量0.1mm＜δ1＝D0+EI-D1≤0.5mm是否成立，是，执行步骤S12，否，执行步骤S8。
S12、采用半精加工参数，控制机床X轴工作台8施加磨杆7预压量Xap0，此时预压量Xap0＝0.4mm。
S13、控制机床X轴工作台8进给切深ap＝20μm，Z轴工作台2以往复速度fa＝160mm/min在Z向坐标Z0+Δb2，然后控制机床X轴工作台8进给切深ap＝20μm，Z轴工作台2以往复速度fa＝160mm/min运动至Z向坐标Z0+L+Δb1，记录半精加工阶段磨削循环次数n2。
S14、判断是否成立，是执行步骤S15，否，执行步骤S13，其中N2＝2。
S15、使用测针10测量工件3各截面孔径，将测得最小孔径记作D2。
S16、判断加工余量0.01mm＜δ2＝D0+EI-D2≤0.1mm是否成立，是，执行步骤S17，否，执行步骤S13。
S17、采用精加工参数，控制机床X轴工作台8施加磨杆7预压量Xap0，此时预压量Xap0＝0.2mm。
S18、控制机床X轴工作台8进给切深ap＝8μm，Z轴工作台2以往复速度fa＝160mm/min在Z向坐标Z0+Δb2，然后控制机床X轴工作台8进给切深ap＝8μm，Z轴工作台2以往复速度fa＝160mm/min运动至Z向坐标Z0+L+Δb1。
S19、使用测针10测量工件3各截面孔径，将测得最小孔径记作D3。
S20、判断加工余量δ3＝D0+EI-D3≤0.01mm是否成立，是，执行步骤S21，否，执行步骤S18。
S21、采用最后阶段加工参数，控制机床X轴工作台8施加磨杆7预压量Xap0，此时预压量Xap0＝0.15mm。
S22、控制机床X轴工作台8进给切深ap＝2μm，Z轴工作台2以往复速度fa＝160mm/min在Z向坐标Z0+Δb2，然后控制机床X轴工作台8进给切深ap＝2μm，Z轴工作台2以往复速度fa＝160mm/min运动至Z向坐标Z0+L+Δb1。
S23、使用测针10测量工件3各截面孔径，将测得最小孔径记作D4。
S24、判断D0+EI≤D4≤D0+ES是否成立，是，执行步骤S25，否，执行步骤S22。
S25、控制机床X轴工作台8快速移动至X向安全位X0，Z轴工作台2快速移动至Z向安全位Z1，完成磨削加工。
粗加工阶段砂轮往复磨削次后(其中，N取最大整数)，进行砂轮修整；半精加工阶段砂轮往复磨削次后(其中，N取最大整数)，进行砂轮修整；精加工阶段砂轮往复磨削次后(其中，N取最大整数)，进行砂轮修整；最后加工阶段砂轮往复磨削次后(其中，N取最大整数)，进行砂轮修整，并将各阶段砂轮修整量补偿到机床X向进给坐标中。
实施例2
S1、开启机床，将工件3和砂轮4分别安装在Z轴工作台2、磨杆7上，确认机床工作状态及加工程序正常。
S2、控制机床Z轴工作台2快速移动至Z向安全位坐标Z1＝Z0-180，其中，Z0为砂轮4右端面与工件3左端面接触时，机床Z轴光栅坐标值，即Z0为工件3Z方向零点。
S3、控制机床X轴工作台8快速移动至X向安全位坐标X0，X0为工件3回转中心与磨杆7轴线重合时，机床X轴光栅坐标值。
S4、孔径测量：控制机床X轴工作台8和Z轴工作台2移动，使用测针10测量工件3各截面处的孔径，并记录对应孔径处测针球头b12在机床坐标系中的X向和Z向坐标，取所测孔径中最小值Dmin，及其对应位置处测针球头b12在机床坐标系中的坐标(X2,Z2)。
S5、砂轮对刀：在工件3孔径最小截面处，根据砂轮4与测针球头b12之间的相对位置关系，利用声发射完成砂轮4快速对刀，并记录此时砂轮4在机床坐标系中的X向和Z向的坐标值(X3,Z3)，并控制机床X轴工作台8和Z轴工作台2快速移动至X向安全位X0和Z向安全位Z1。
S6、判断加工余量δ0＝D0+EI-Dmin＞0.5mm是否成立，是，执行步骤S7，否，执行步骤S11，其中D0为工件3公称孔径，EI为孔径的下偏差。
S7、启动工件主轴电机15通过三爪卡盘13带动工件3旋转至工作转速，同时启动砂轮主轴至工作转速，采用粗加工参数，该实施例磨杆其最大许用弯曲变形量为0.7mm，控制机床X轴工作台8施加磨杆7预压量Xap0，此时预压量Xap0＝0.5mm。
S8、控制机床X轴工作台8进给切深ap＝20μm，Z轴工作台2以往复速度fa＝160mm/min运动至Z向坐标Z0+Δb2，然后控制机床X轴工作台8进给切深ap＝23μm，Z轴工作台2以往复速度fa＝160mm/min运动至Z向坐标Z0+L+Δb1，记录粗加工阶段磨削循环次数n1，其中，L为工件3内孔长度，Δb1＝1/5B，Δb2＝B，B为砂轮4宽度。
S9、判断是否成立，是，执行步骤S10，否，执行步骤S8，其中N1＝6。
S10、使用测针10测量工件3各截面孔径，将测得最小孔径记作D1。
S11、判断加工余量0.1mm＜δ1＝D0+EI-D1≤0.5mm是否成立，是，执行步骤S12，否，执行步骤S8。
S12、采用半精加工参数，控制机床X轴工作台8施加磨杆7预压量Xap0，此时预压量Xap0＝0.25mm。
S13、控制机床X轴工作台8进给切深ap＝12μm，Z轴工作台2以往复速度fa＝160mm/min在Z向坐标Z0+Δb2，然后控制机床X轴工作台8进给切深ap＝12μm，Z轴工作台2以往复速度fa＝160mm/min运动至Z向坐标Z0+L+Δb1，记录半精加工阶段磨削循环次数n2。
S14、判断是否成立，是执行步骤S15，否，执行步骤S13，其中N2＝3。
S15、使用测针10测量工件3各截面孔径，将测得最小孔径记作D2。
S16、判断加工余量0.01mm＜δ2＝D0+EI-D2≤0.1mm是否成立，是，执行步骤S17，否，执行步骤S13。
S17、采用精加工参数，控制机床X轴工作台8施加磨杆7预压量Xap0，此时预压量Xap0＝0.18mm。
S18、控制机床X轴工作台8进给切深ap＝4μm，Z轴工作台2以往复速度fa＝160mm/min在Z向坐标Z0+Δb2，然后控制机床X轴工作台8进给切深ap＝4μm，Z轴工作台2以往复速度fa＝160mm/min运动至Z向坐标Z0+L+Δb1。
S19、使用测针10测量工件3各截面孔径，将测得最小孔径记作D3。
S20、判断加工余量δ3＝D0+EI-D3≤0.01mm是否成立，是，执行步骤S21，否，执行步骤S18。
S21、采用最后阶段加工参数，控制机床X轴工作台8施加磨杆7预压量Xap0，此时预压量Xap0＝0.08mm。
S22、控制机床X轴工作台8进给切深ap＝1μm，Z轴工作台2以往复速度fa＝160mm/min在Z向坐标Z0+Δb2，然后控制机床X轴工作台8进给切深ap＝1μm，Z轴工作台2以往复速度fa＝160mm/min运动至Z向坐标Z0+L+Δb1。
S23、使用测针10测量工件3各截面孔径，将测得最小孔径记作D4。
S24、判断D0+EI≤D4≤D0+ES是否成立，是，执行步骤S25，否，执行步骤S22。
S25、控制机床X轴工作台8快速移动至X向安全位X0，Z轴工作台2快速移动至Z向安全位Z1，完成磨削加工。
粗加工阶段砂轮往复磨削次后(其中，N取最大整数)，进行砂轮修整；半精加工阶段砂轮往复磨削次后(其中，N取最大整数)，进行砂轮修整；精加工阶段砂轮往复磨削次后(其中，N取最大整数)，进行砂轮修整；最后加工阶段砂轮往复磨削次后(其中，N取最大整数)，进行砂轮修整，并将各阶段砂轮修整量补偿到机床X向进给坐标中。
本发明不局限于本实施例，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，均涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种大深径比孔测量磨削一体化加工方法，其特征在于，所述的加工方法包括以下步骤：
S1、开启机床，安装工件和砂轮，确认机床工作状态及加工程序正常；
S2、控制机床Z轴工作台快速移动至Z向安全位坐标Z1＝Z0-180，其中，Z0为砂轮右端面与工件左端面接触时，机床Z轴光栅坐标值，即Z0为工件Z方向零点；
S3、控制机床X轴工作台快速移动至X向安全位坐标X0，X0为工件回转中心与磨杆轴线重合时，机床X轴光栅坐标值；
S4、孔径测量：控制机床X轴工作台和Z轴工作台移动，使用测针测量工件各截面处孔径，并记录对应孔径处测针球头在机床坐标系中的X向和Z向坐标，取所测孔径中最小值Dmin，及其对应位置处测针球头在机床坐标系中的坐标(X2,Z2)；
S5、砂轮对刀：在工件孔径最小截面处，根据砂轮与测针球头之间的相对位置关系，利用声发射完成砂轮快速对刀，并记录此时砂轮在机床坐标系中的X向和Z向的坐标值(X3,Z3)，并控制机床X轴工作台和Z轴工作台快速移动至X向安全位X0和Z向安全位Z1；
S6、判断加工余量δ0＝D0+EI-Dmin＞0.5mm是否成立，是，执行步骤S7，否，执行步骤S11，其中D0为工件公称孔径，EI为孔径的下偏差；
S7、启动工件主轴电机通过三爪卡盘带动工件旋转至工作转速，同时启动砂轮主轴至工作转速，采用粗加工参数，以下所述Xs为磨杆安全使用时允许的最大弯曲变形量，控制机床X轴工作台施加磨杆预压量为Xap0，2/3Xs＜Xap0≤Xs；
S8、控制机床X轴工作台进给切深ap，20μm＜ap≤30μm，Z轴工作台以往复速度fa运动至Z向坐标Z0+Δb2，然后控制机床X轴工作台进给切深ap，20μm＜ap≤30μm，Z轴工作台以往复速度fa运动至Z向坐标Z0+L+Δb1，记录粗加工阶段磨削循环次数n1，其中，L为工件内孔长度，0≤Δb1≤1/2B，1/2B≤Δb2≤B，B为砂轮宽度，100mm/min≤fa≤200mm/min；
S9、是，执行步骤S10，否，执行步骤S8，其中N1＝1、2、3…，具体取值根据粗加工阶段的磨杆预压量Xap0、切深ap及加工余量δ0确定；
S10、使用测针测量工件各截面孔径，将测得最小孔径记作D1；
S11、判断加工余量0.1mm＜δ1＝D0+EI-D1≤0.5mm是否成立，是，执行步骤S12，否，执行步骤S8；
S12、采用半精加工参数，控制机床X轴工作台施加磨杆预压量Xap0，1/3Xs＜Xap0≤2/3Xs；
S13、控制机床X轴工作台进给切深ap，10μm＜ap≤20μm，Z轴工作台以往复速度fa在Z向坐标Z0+Δb2，然后控制机床X轴工作台进给切深ap，10μm＜ap≤20μm，Z轴工作台以往复速度fa运动至Z向坐标Z0+L+Δb1，记录半精加工阶段磨削循环次数n2；
S14、判断是执行步骤S15，否，执行步骤S13，其中N2＝1、2、3…，具体取值根据半精加工阶段的磨杆预压量Xap0、切深ap及加工余量δ1确定；
S15、使用测针测量工件各截面孔径，将测得最小孔径记作D2；
S16、判断加工余量0.01mm＜δ2＝D0+EI-D2≤0.1mm是否成立，是，执行步骤S17，否，执行步骤S13；
S17、采用精加工参数，控制机床X轴工作台施加磨杆预压量Xap0，1/4Xs＜Xap0≤1/3Xs；
S18、控制机床X轴工作台进给切深ap，2μm＜ap≤10μm，Z轴工作台以往复速度fa在Z向坐标Z0+Δb2，然后控制机床X轴工作台进给切深ap，2μm＜ap≤10μm，Z轴工作台以往复速度fa运动至Z向坐标Z0+L+Δb1；
S19、使用测针测量工件各截面孔径，将测得最小孔径记作D3；
S20、判断加工余量δ3＝D0+EI-D3≤0.01mm是否成立，是，执行步骤S21，否，执行步骤S18；
S21、采用最后阶段加工参数，控制机床X轴工作台施加磨杆预压量Xap0，0≤Xap0≤1/4Xs；
S22、控制机床X轴工作台进给切深ap，0＜ap≤2μm，Z轴工作台以往复速度fa在Z向坐标Z0+Δb2，然后控制机床X轴工作台进给切深ap，0＜ap≤2μm，Z轴工作台以往复速度fa运动至Z向坐标Z0+L+Δb1；
S23、使用测针测量工件各截面孔径，将测得最小孔径记作D4；
S24、判断D0+EI≤D4≤D0+ES是否成立，是，执行步骤S25，否，执行步骤S22；
S25、控制机床X轴工作台快速移动至X向安全位X0，Z轴工作台快速移动至Z向安全位Z1，完成磨削加工。
2.根据权利要求1所述的一种大深径比孔测量磨削一体化加工方法，其特征在于，确定不同磨削加工阶段中砂轮达到磨损的磨削循环次数其中，N为最大整数，G为磨削比根据砂轮和被加工工件材料通过工艺试验确定，v砂轮为砂轮磨损量，D＝Dmin、D1、D2、D3，ap对应为个加工阶段的切深；在砂轮磨损后对其进行修整，并将砂轮修整量b补偿到机床X向进给坐标中。
CN201910544895.8A 2019-06-21 2019-06-21 一种大深径比孔测量磨削一体化加工方法 Active CN110328567B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910544895.8A CN110328567B (zh) 2019-06-21 2019-06-21 一种大深径比孔测量磨削一体化加工方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910544895.8A CN110328567B (zh) 2019-06-21 2019-06-21 一种大深径比孔测量磨削一体化加工方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110328567A true CN110328567A (zh) 2019-10-15
CN110328567B CN110328567B (zh) 2021-01-19

Family

ID=68142341

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910544895.8A Active CN110328567B (zh) 2019-06-21 2019-06-21 一种大深径比孔测量磨削一体化加工方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110328567B (zh)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111716249A (zh) * 2020-06-29 2020-09-29 西安精雕精密机械工程有限公司 一种加工路径智能调整测量结构及测量方法
CN112809479A (zh) * 2021-01-18 2021-05-18 广东钶锐锶数控技术有限公司 一种磨削加工的加工方法和加工装置
CN113290461A (zh) * 2021-06-22 2021-08-24 成都爱乐达航空制造股份有限公司 数控加工中心磨削高强航空零件的加工方法
CN114750042A (zh) * 2022-03-24 2022-07-15 大连理工大学 一种测量磨削多工位装置的对刀方法
CN115139161A (zh) * 2022-07-06 2022-10-04 浙江环宇轴承有限公司 一种轴承生产加工用废料清理装置及其使用方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU856756A1 (ru) * 1980-01-08 1981-08-23 Ждановский Филиал Специального Проектно-Конструкторского Бюро Медицинской Промышленности Способ обработки отверстий
CN206066100U (zh) * 2016-08-27 2017-04-05 无锡市明鑫数控磨床有限公司 数控深孔内圆磨床测量监控加工一体化装置及控制***
CN108000245A (zh) * 2017-11-30 2018-05-08 东莞长盈精密技术有限公司 孔洞打磨塌边防护方法
CN108747608A (zh) * 2018-06-21 2018-11-06 上海中船三井造船柴油机有限公司 船用低速柴油机连杆深孔的打磨方法及专用珩磨装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU856756A1 (ru) * 1980-01-08 1981-08-23 Ждановский Филиал Специального Проектно-Конструкторского Бюро Медицинской Промышленности Способ обработки отверстий
CN206066100U (zh) * 2016-08-27 2017-04-05 无锡市明鑫数控磨床有限公司 数控深孔内圆磨床测量监控加工一体化装置及控制***
CN108000245A (zh) * 2017-11-30 2018-05-08 东莞长盈精密技术有限公司 孔洞打磨塌边防护方法
CN108747608A (zh) * 2018-06-21 2018-11-06 上海中船三井造船柴油机有限公司 船用低速柴油机连杆深孔的打磨方法及专用珩磨装置

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111716249A (zh) * 2020-06-29 2020-09-29 西安精雕精密机械工程有限公司 一种加工路径智能调整测量结构及测量方法
CN112809479A (zh) * 2021-01-18 2021-05-18 广东钶锐锶数控技术有限公司 一种磨削加工的加工方法和加工装置
CN112809479B (zh) * 2021-01-18 2023-08-15 广东钶锐锶数控技术股份有限公司 一种磨削加工的加工方法和加工装置
CN113290461A (zh) * 2021-06-22 2021-08-24 成都爱乐达航空制造股份有限公司 数控加工中心磨削高强航空零件的加工方法
CN114750042A (zh) * 2022-03-24 2022-07-15 大连理工大学 一种测量磨削多工位装置的对刀方法
CN115139161A (zh) * 2022-07-06 2022-10-04 浙江环宇轴承有限公司 一种轴承生产加工用废料清理装置及其使用方法
CN115139161B (zh) * 2022-07-06 2023-10-27 浙江环宇轴承有限公司 一种轴承生产加工用废料清理装置及其使用方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN110328567B (zh) 2021-01-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110328567A (zh) 一种大深径比孔测量磨削一体化加工方法
CN105563246B (zh) 一种数控深孔磨床
CN205237770U (zh) 超高精度数控非圆曲面复合磨床
CN105437032A (zh) 超高精度数控非圆曲面复合磨床
CN102481680B (zh) 机床以及加工方法
CN201493650U (zh) 在线检测外螺纹加工中心
CN112372379B (zh) 航空发动机用复杂曲面型叶尖的磨削加工方法
CN105269321A (zh) 叶片数控铣磨抛复合加工机床及其方法
CN106217188A (zh) 叶片磨削测量一体化机床及方法
CN110253418A (zh) 一种用于成型磨削的精密超精密加工方法
CN205870293U (zh) 一种具有在线测量功能的磨削机床
CN106078510A (zh) 一种具有在线测量功能的磨削机床
CN201907050U (zh) 磨削加工中心多主轴磨削装置
CN110666604B (zh) 一种去除拉伸试样件表面加工应力的设备及其方法
CN203449103U (zh) 全自动数控外圆磨床
KR101043437B1 (ko) 구면성형용 코어 가공방법
CN105228796A (zh) 用于流体几何测量的方法和装置
CN107443026A (zh) 振动摆镜加工方法
CN210413458U (zh) 一种数控斜床身多轴车铣复合机
CN101391358A (zh) 焊接构架机加工采用螺栓、销套作为定位基准的方法
CN208744160U (zh) 一种镗磨一体式高精度内孔加工机床
CN101722445A (zh) 一种回转体超长内孔磨具
CN204019331U (zh) 悬臂式定高精密磨床
KR20210019091A (ko) 객체에 대한 다중 제조 작업을 수행하기 위한 방법 및 장치
CN106363216A (zh) 精度圆柱液压阀类分油槽的铣削加工方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant