專利名稱：一種非完整圓柱表面的精密加工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在高精度工具磨床上解決具有高精度尺寸、形狀、位置精度要求的非完整圓柱表面的精密加工方法。
背景技術(shù)：
非完整圓柱表面是精密偶件中常見的一種表面形式，通過表面之間的相互配合起到準(zhǔn)確傳遞運(yùn)動的作用，其加工質(zhì)量和加工效率將直接影響與之配套的相關(guān)產(chǎn)品的質(zhì)量。為便于生產(chǎn)制造，非完整圓柱精密偶件一般采用的是分體式結(jié)構(gòu)，即將非完整圓柱表面分解成為易于生產(chǎn)加工的簡單圓柱表面和平面組成的個體部分，再靠軸銷螺紋等方式連接成為完整的零件。但這種分體方式受連接強(qiáng)度、剛度及運(yùn)動過程中所受切向力的影響，難以保證產(chǎn)品質(zhì)量及性能的穩(wěn)定性，所以現(xiàn)在非完整圓柱精密偶件的結(jié)構(gòu)形式漸趨向于整體式結(jié)構(gòu)。
對于整體式的非完整圓柱表面精密偶件，采用通常加工圓形零件的加工方法不適合。目前是利用數(shù)控坐標(biāo)磨(圓弧插補(bǔ)運(yùn)動)加之鉗工手工修配完成。由于在加工過程中，坐標(biāo)磨的砂輪軸平行于零件軸線作往復(fù)運(yùn)動磨削，限于零件結(jié)構(gòu)尺寸要求，砂輪軸細(xì)而長，零件的非完整圓弧配合面的精度和形位公差不能直接達(dá)到圖紙要求，且由于非完整圓柱表面上的圓柱面突變位置受砂輪直徑的影響，無法進(jìn)行磨削，只能依靠后續(xù)的手工修配到圖紙要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種無需手工修配的非完整圓柱表面的精密加工方法。本發(fā)明的技術(shù)解決方案是，根據(jù)被加工零件的精度要求，將被加工零件的圓周長均勻分割成若干個圓弧段，依據(jù)弧長確定電機(jī)的間隙轉(zhuǎn)角；電機(jī)以間隙轉(zhuǎn)角勻速不間斷轉(zhuǎn)動；參照被加工零件的外形修整工具輪的外圓面，在電機(jī)間隙每轉(zhuǎn)動一個角度后，工具輪做相應(yīng)往復(fù)直線運(yùn)動。本方案是基于數(shù)學(xué)的展成原理和機(jī)械的復(fù)合運(yùn)動技術(shù)共同完成非完整圓柱表面的加工。即將非完整圓柱表面分割成多個圓弧段，同時依據(jù)圓弧段對應(yīng)的圓心角度旋轉(zhuǎn)電機(jī)的角度并進(jìn)行機(jī)械磨削，在一次定位裝夾中完成非完整圓柱表面的最終加工，無需后續(xù)加工和手工修配，減少了重復(fù)定位誤差和人為影響因素，使被加工零件表面在整體加工時的尺寸、形狀、位置精度得到充分的提高，易于保證零件加工精度，簡化了加工過程，同時也大大地提高了加工效率，相之于坐標(biāo)磨床加工方法，本方案定位簡單可靠，裝夾精度高，操作過程簡單易行，加工效率可提高30％～50％左右。該方法解決了非完整圓柱表面精加工難題，便于實現(xiàn)批量的生產(chǎn)。


圖1為本發(fā)明加工方法原理示意圖；圖2為本發(fā)明實施例零件形狀示意圖。
具體實施例方式
下面參照說明書

本發(fā)明的方案及其目的是怎樣實現(xiàn)的。
我們知道任何圓弧線段可以由數(shù)個等長的直線段首尾相接構(gòu)成的多邊形狀逼近其形狀，當(dāng)直線段的數(shù)量足夠多，長度足夠小時，可以認(rèn)為等邊多邊形與圓弧無限接近而重合，本發(fā)明就是利用這個原理，再加上復(fù)合運(yùn)動，共同完成非完整圓柱表面的加工。
根據(jù)被加工零件1的精度要求，將被加工零件1的圓周長均勻分割成若干個圓弧段N，依據(jù)每個圓弧段的弧長L確定電機(jī)2的間隙轉(zhuǎn)角θ； (其中，γ為被加工零件加工圓弧對應(yīng)的角度)，電機(jī)2以間隙轉(zhuǎn)角θ勻速不間斷轉(zhuǎn)動；參照被加工零件1的外形修整工具輪4的外圓面，在電機(jī)2間隙每轉(zhuǎn)動一個角度θ后，工具輪4做相應(yīng)往復(fù)直線運(yùn)動。零件1在電機(jī)2帶動下作間隙式勻速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動3，形成沿圓周分布均勻的直線段，工具輪4作往復(fù)直線運(yùn)動5沿軸線方向形成矩形平面，這兩種運(yùn)動結(jié)合起來，形成一個正多面體，當(dāng)間歇旋轉(zhuǎn)的角度越小，矩形平面距離圓弧的直線距離越小，也就越接近圓弧的外形。
這種工作方式在高精度工具磨床6上實現(xiàn)。由于零件的軸線和磨輪的軸線是相互垂直，可將磨輪形狀修成接近零件外圓形狀，利于表面精度的實現(xiàn)。具體過程零件采用兩個頂尖定位，通過安裝在高精度工具磨床上電機(jī)實現(xiàn)的間歇式均勻旋轉(zhuǎn)，與工具磨床磨輪的往復(fù)直線運(yùn)動相結(jié)合，磨出形狀尺寸公差符合圖紙要求的非圓整圓柱軸。
實施例加工一半徑R1＝26的圓柱軸，其上有一與其同心的扇型塊，要求加工的是角度(360°-γ＝360°-78°＝282°)范圍內(nèi)的Φ2R1＝52mm圓柱表面。這是一個典型的非完整圓柱表面。根據(jù)前面所述的加工原理，在保證圖紙精度的前提下將需要加工的Φ2R1＝52圓柱表面均勻等分成若干份N＝564，得到每段弧長為L 則可以算出該弧長對應(yīng)的圓心角 電機(jī)按角度θ＝0.5°帶動做間歇式均勻旋轉(zhuǎn)，再與磨輪的往復(fù)直線運(yùn)動相結(jié)合，磨出形狀尺寸公差符合圖紙要求的非完整圓柱軸。
公式中可以看出，圓弧分得越多，θ值越小，則磨削N個表面組成的多面體越接近圓弧，當(dāng)N值趨于無窮大時，可以加工出符合圖紙要求的圓柱體。
權(quán)利要求
1.一種非完整圓柱表面精密加工方法，其特征是，根據(jù)被加工零件的精度要求，將被加工零件的圓周長均勻分割成若干個圓弧段，依據(jù)弧長確定電機(jī)的間隙轉(zhuǎn)角；電機(jī)以間隙轉(zhuǎn)角勻速不間斷轉(zhuǎn)動；參照被加工零件的外形修整工具輪的外圓面，在電機(jī)間隙每轉(zhuǎn)動一個角度后，工具輪做相應(yīng)往復(fù)直線運(yùn)動。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種非完整圓柱表面精密加工方法，其特征是，被加工零件的圓周長均勻分割的圓弧段數(shù)量依照被加工零件的外形形狀及精度要求分割。
全文摘要
本發(fā)明涉及在高精度工具磨床上解決具有高精度尺寸、形狀、位置精度要求的非完整圓柱表面的精密加工方法。它是根據(jù)被加工零件的精度要求，將被加工零件的圓周長均勻分割成若干個圓弧段，依據(jù)弧長確定電機(jī)的間隙轉(zhuǎn)角；電機(jī)以間隙轉(zhuǎn)角勻速不間斷轉(zhuǎn)動；參照被加工零件的外形修整工具輪的外圓面，在電機(jī)間隙每轉(zhuǎn)動一個角度后，工具輪做相應(yīng)往復(fù)直線運(yùn)動。本發(fā)明基于數(shù)學(xué)的展成原理和機(jī)械的復(fù)合運(yùn)動技術(shù)，將非完整圓柱表面分割成多個圓弧段，同時依據(jù)圓弧段的角度旋轉(zhuǎn)電機(jī)的角度并進(jìn)行機(jī)械磨削，一次定位裝夾，減少了重復(fù)定位誤差，使被加工零件表面在整體加工時的尺寸、形狀、位置精度得到充分的提高。
文檔編號B24B5/00GK101053941SQ20071010756
公開日2007年10月17日 申請日期2007年5月22日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月22日
發(fā)明者王婕, 唐輝民, 高瑞杰, 杜樹軍 申請人:中國航空工業(yè)第一集團(tuán)公司北京航空精密機(jī)械研究所