专利名称：中凹或中凸廊形超硬磨粒砂轮的修整方法
技术领域：
本发明涉及一种对要求具有中凹或中凸廓形超硬磨粒砂轮进行加工或修整的方法，属精密机械加工技术领域。
超硬磨粒砂轮(如金刚石砂轮和CBN砂轮)的修整，可以用普通杯形砂轮如碳化硅砂轮、氧化铝砂轮等作为修整器，修整超硬磨粒砂轮，其修整原理如图1所示。修整器砂轮2以n2转速自旋转，同时在垂直于被修整砂轮1的轴线的Y方向上以速度v往复送进作修整运动。每送进运动一个行程，两砂轮沿Z方向相对接近一个进给量△。调整砂轮2的自旋转轴线，使其垂直于v，以使被修整砂轮的廓形修整成为直线。若要使砂轮修整为特形面，如园弧凸面，则如图2所示，除上述基本修整运动外，还需控制修整器砂轮2沿控制运动轨迹作曲线摆动。
本发明的目的是设计一种专门用于中凹或中凸廓形砂轮的加工或修整方法，以适应直接加工具有中凹或中凸形状的机械零件或在成形磨削这类零件时，对砂轮廓形的相应的中凸或中凹的特殊要求。
本发明的内容是中凹或中凸廓形砂轮的修整方法是被修整砂轮1以一定速度自旋转，作为修整工具的杯形、桶形修整器砂轮2一边以一定速度自旋转，一边沿垂直于被修整砂轮1的轴线的Y方向以一定速度往复作送进运动，对于每个送进工作行程，沿Z方向以某进给量逐次进给。修整器砂轮2的自旋转轴线在YOZ面内相对于其沿Y方向的送进速度的垂直方向即Z方向偏斜给定角度α，此α角与被修整砂轮1的廓形曲线函数z＝f(x)的关系由下述方程确定
其中r-修整器砂轮的有效工作面上任一回转圆的半径，方程的参数变量，r的取值范围是ri≤r≤rO;
x1、x2-被修整砂轮1的廓形曲线的左、右端点的X坐标;
K(r，x，α)-由变量m、n的方程 (m2)/(r2) + (n2)/((rsinα)2) 表示的椭圆在m＝x点处的曲率K(r,x,a)=|d2ndm2|[1+(dndm)2]32|m=;]]>R-被修整砂轮1上廓形曲线左端点的半径。
图1是已有技术砂轮修整示意图。
图2是已有技术中砂轮廓形为凸圆弧形时的修整示意图。
图3是本发明砂轮修整方法原理示意图。
图4是计算模型图。
下面结合附图，详细介绍本发明的内容。
如图3所示，建立直角坐标系OXYZ，被修整砂轮1的轴线为X轴，修整器砂轮的轴线位于YOZ面内，被修整砂轮1在XOZ面内相对于Z轴的安装位置是对称的，或者是不对称的，被修整砂轮1廓形曲线的左、右端点A、B的X轴坐标分别设为x1、x2，被修整砂轮1以一定转速绕X轴旋转。有效工作面内半径为ri，外半径为ro的端面修整器砂轮2一边以一定转速自旋转，一边沿Y方向以一定速度往复作送进运动。对于每个修整行程沿Z方向以某进给量逐次进给。修整器砂轮2的旋转轴线在YOZ面内相对于其沿Y方向的送进速度的垂直方向，即Z方向偏斜给定角度α，此时如调整修整器砂轮2沿Y方向的送进运动范围，使用修整器砂轮2的Ⅰ区段进行加工和修整工作，可使被修整砂轮1得到中凹的廓形，如使用Ⅱ区段进行加工和修整工作，则得到中凸的廓形。α角与被修整砂轮1得到的廓形曲线函数z＝f(x)的关系由上述方程确定。
其计算原理说明如下如图4，修整器砂轮2是半径为变量r(r的变化范围是ri≤r≤r0)，宽度为dr的薄圆桶的集合体。由于修整器砂轮2有自旋转运动，所以每一薄圆桶将保持其工作表面为垂直于其自旋转轴线的以r为半径的薄圆桶端面圆;由于修整器砂轮2的旋转轴线在YOZ平面内且相对于Z轴偏斜α角，这个薄圆桶端面圆在ZOX面内的投影形状为一个以r为长轴半径，rsinα为短轴半径的椭圆;由于Z方向的进给和Y方向的送进运动，这些椭圆的集合体将以沿Y方向的运动共同修成被修整砂轮1的廓形，被修整砂轮1上靠近Z轴的部位由曲率大的椭圆(即由半径r小的薄圆桶端面圆)修成，离Z轴较远的部位则由曲率小的椭圆(即由半径r小的薄圆桶端面圆)修成，因此在相应的修成位置，廓形曲线的曲率将等于在该点作修成运动的椭圆上相应点的曲率，由此得到公式中关于廓形曲线曲率|Z′′|(1+Z11)32=]]>......的式子同时进入稳定过程后，对于每个进给量的工作行程，被修整砂轮1的廓形曲线形状不变，即被修整砂轮1的去除高度沿廓形曲线线长上分布均等，修整器砂轮2的磨耗层高度在其有效工作面上也分布均等，而修整器砂轮2在其工作面上的任一环面的磨耗体积与其修成的被修整砂轮1上相应部位线长上的去除体积成比例，因此修整器砂轮2任一环面上的面积与其修成的被修整砂轮1上相应部位的线长上的圆周面积成比例，由此得到公式中关于∫r1r2πrdr∫r1r02πrdr]]>......的式子由上述两式表示的微分方程及其初始条件即可确定α与得到的被修整砂轮1的廓形曲线函数z＝f(x)之间的关系。
在上述方法的基础上，如调整修整器砂轮2的回转轴线使之绕Y轴偏转某一角度，则可得到上述表达的曲线偏转而成的廓形。
本发明设计的上述修整超硬磨粒砂轮的方法，也可用于对要求具有中凹或中凸廓形的普通砂轮和任何材料的工件进行加工或修整。
权利要求
1.一种中凹或中凸廓形超硬磨粒砂轮的修整方法，被修整砂轮以一定转速绕X轴旋转，作为修整工具的杯形、桶形砂轮一边以一定转速自旋转，一边沿Y方向以一定速度往复作送进运动，对于每个送进工作行程，沿Z方向以某进给量逐次进给，其特征在于所述的作为修整工具的杯形、桶形砂轮的自旋转轴线在YOZ面内相对于其沿Y方向的送进速度的垂直方向即Z方向偏斜给定角度α，此α角与被修整砂轮得到的中凹或中凸廓形曲线函数Z=f(x)的关系由下述方程确定 其中r--修整器砂轮的有效工作面上任一回转圆的半径，方程的参数变量，r的取值范围是ri≤r≤ro；x1、x2--被修整砂轮1的廓形曲线的左、右端点的X坐标；K(r，x，a)--由变量m、n的方程m2/r2+n2/(rsina)2=1表示的椭圆在m=x点处的曲率K(r,x,a)=|d2ndm2|[1+(dndn)2]32|m=;]]>K(r，x，a)是关于r，x和a的函数；R--被修整砂轮1上廓形曲线左端点的半径。
2.一种如权利要求1所述的对中凹或中凸廓形超硬磨粒砂轮的修整方法，其特征在于该方法用于对要求具有中凹或中凸廓形的普通砂轮和工件进行加工或修整。
全文摘要
本发明涉及一种对中凹或中凸超硬磨粒砂轮的轮廓特形面进行修整的方法，属精密机械加工技术领域。该方法是被修整砂轮以一定转速绕x轴旋转，砂轮修整器一边自旋转，一边沿y方向往复送进作修整运动。对于每个修整行程，沿z方向以一定速度逐项进给，砂轮修整器自旋转轴线相对于其沿y方向送进的垂直方向偏斜一给定角α，α角与砂轮廓形修整量具有一定量关系。因而可以根据需修整量的大小，调整α角的大小，将砂轮廓形修整成任意形状。
文档编号B24B53/04GK1102799SQ9411557
公开日1995年5月24日 申请日期1994年9月16日 优先权日1994年9月16日
发明者冯之敬, 金之垣 申请人:清华大学