本發(fā)明涉及磨砂輪，尤其是涉及可針對不同型線的一種成形磨砂輪開槽機構(gòu)及方法。
背景技術(shù)：
：制造業(yè)是國民經(jīng)濟的支柱產(chǎn)業(yè),而磨削加工技術(shù)是制造技術(shù)中的重要領(lǐng)域,是現(xiàn)代機械制造業(yè)中實現(xiàn)精密加工、超精密加工中最有效、應(yīng)用最廣的工藝技術(shù)(鄧朝暉,伍俏平,張高峰等.新型砂輪研究進展及其展望[J].中國機械工程，2010,21:2632-2637)。砂輪是磨削加工技術(shù)中使用最為廣泛的加工工具,但傳統(tǒng)砂輪存在磨粒容易脫落、磨削比能高、法向力與切向力之比大、需要定期修銳、加工塑性金屬材料時容易堵塞等問題。國內(nèi)外學者在砂輪結(jié)構(gòu)上進行了創(chuàng)新和改進,通過安裝花瓣砂輪或者對砂輪進行徑向開槽方式制備出開槽砂輪實現(xiàn)斷續(xù)磨削,以改善散熱、冷卻效果,降低磨削加工熱損傷和提高磨削效率(NguyenT,ZhangLC.ThecoolantPenetrationinGrindingwithaSegmentedWheel-Part1:MechanismandComparisonwithConventionalWheels[J].InternationalJournalofMachineToolsandManufacture,2005,45(11):1412-1420)。此種方法尤其對磨削接觸長度較大的溝槽成形磨削非常適合。然而針對型線多樣、大小不一的轉(zhuǎn)子成形磨砂輪，則需根據(jù)不同砂輪型線制造相應(yīng)的開槽砂輪模具，且模具制造工藝較復雜，使得當前轉(zhuǎn)子成形磨砂輪開槽方式的通用性差、加工技術(shù)復雜，成本高，利用率低。因此就需要一種新的成形磨砂輪開槽機構(gòu)及方法，適用于不同型線的成形磨砂輪的開槽技術(shù)。技術(shù)實現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的在于提供一種成形磨砂輪開槽機構(gòu)及方法。所述成形磨砂輪開槽機構(gòu)設(shè)有成形磨砂輪電機、成形磨砂輪、開槽齒形修整片電機、開槽齒形修整片、滾珠絲桿電機、滾珠絲杠副；各開槽齒形修整片通過夾緊定位裝置進行拼接并固定于開槽齒形修整片電機的轉(zhuǎn)軸上，每片開槽齒形修整片所含齒數(shù)相同，使齒頂處擬合成接近砂輪型線的廓形，開槽齒形修整片的夾緊定位裝置由定位鍵、緊定螺帽和傳動軸組成；定位鍵可對各個開槽齒形修整片進行軸向定位，使得每片開槽齒形修整片的端面齒形可基本保持一致，緊定螺帽對開槽齒形修整片進行鎖緊，定位鍵將開槽齒形修整片固定于傳動軸上，傳動軸連接開槽齒形修整片電機，槽齒形修整片電機通過傳動軸帶動開槽齒形修整片旋轉(zhuǎn)，成形磨砂輪電機帶動成形磨砂輪旋轉(zhuǎn)，滾珠絲桿電機通過滾珠絲杠副調(diào)節(jié)開槽齒形修整片和成形磨砂輪的中心距，通過滾軋方式實現(xiàn)開槽齒形修整片對成形磨砂輪的開槽加工。所述開槽齒形修整片的數(shù)量由所需開槽砂輪的參數(shù)而定，一般為100片左右，所述開槽齒形修整片的厚度可為0.5～1mm，齒數(shù)可為1～8。所述成形磨砂輪的開槽方法，包括以下步驟：1)設(shè)成形磨砂輪所需開槽的槽數(shù)為n1，使用的開槽齒形修整片的齒數(shù)為n2，則成形磨砂輪和開槽齒形修整片的轉(zhuǎn)數(shù)比為：i1=n2n1]]>2)對成形磨砂輪型線進行分段后，用開槽齒形修整片進行拼接擬合，則砂輪第i段上開槽齒形修整片左右兩端頂點坐標分別為(tif(ti))和(ti+1f(ti+1))；3)計算開槽齒形修整片與砂輪型線的最大誤差值，列出兩點間的三次樣條公式(參見文獻：吳序堂.齒輪嚙合原理[M].第2版.西安:西安交通大學出版社,2009)：f(x)＝ax3+bx2+cx+d使用追趕法求解所有型線點(開槽齒形修整片左右兩端頂點)導數(shù)f’(ti+1)、f’(ti)，根據(jù)型線點坐標，對型線上最大誤差點導數(shù)進行求解。第i個開槽齒形修整片與成形磨砂輪型線的最大誤差點的導數(shù)為：f′(ξ)=f(ti+1)-f(ti)ti+1-ti]]>建立數(shù)學模型：f,(ti)f,(ti+1)f(ti)f(ti+1)=3ti22ti103ti+122ti+110ti3ti2ti1ti+13ti+12ti+11abcd]]>求解第i段的三次樣條公式，并通過三次樣條公式求解最大誤差點ξ及f(ξ)，得到fa和fbfa＝f'(ξ)·ξ-f(ξ)fb＝f'(ξ)·ti-f(ti)可知第i個開槽齒形修整片與成形磨砂輪型線的最大誤差δ為：δ＝(fa-fb)cosθ其中：θ＝arctanf'(ξ)4)根據(jù)成形磨砂輪型線點，在標準化開槽齒形修整片組中選取適合精度誤差(誤差在0.5mm內(nèi))的開槽齒形修整片，利用夾緊定位裝置進行拼接擬合并定位，最后進行滾軋開槽加工。本發(fā)明可通過調(diào)整開槽齒形修整片的位置，從而拼接擬合出不同型線的成形磨砂輪型線，如圖4所示，通過改變a和d、b和c開槽齒形修整片的位置，就可拼接擬合出左右兩種砂輪型線(擬合誤差小于0.5mm即可)。開槽齒形修整片的齒數(shù)一般可在1～8齒之間。本發(fā)明提出的新型轉(zhuǎn)子成形磨砂輪開槽的機構(gòu)及方法適用于不同型線的轉(zhuǎn)子成形磨砂輪的一次性滾軋開槽技術(shù)，具有操作簡單、加工效率高、循環(huán)利用率高、整體加工成本低等優(yōu)點。以下給出各符號的含義：n1——成形磨砂輪所需開槽的槽數(shù)；n2——開槽齒形修整片的齒數(shù)；i1——轉(zhuǎn)數(shù)比；ξ——第i段開槽齒形修整片最大誤差點橫坐標；f(ξ)——第i段開槽齒形修整片最大誤差點縱坐標；ti——第i段開槽齒形修整片左端頂點橫坐標；ti+1——第i段開槽齒形修整片右端頂點橫坐標；f(t1)——第i段開槽齒形修整片左端頂點縱坐標；f(ti+1)——第i段開槽齒形修整片右端頂點縱坐標；fa——第i段開槽齒形修整片的截面弦長延長線與縱坐標軸交點；fb——第i段開槽齒形修整片的最大誤差點處切線與縱坐標軸交點；δ——第i個開槽齒形修整片與成形磨砂輪型線的最大誤差；θ——第i個開槽齒形修整片最大誤差點處法向與豎直方向夾角。本發(fā)明所述成形磨砂輪開槽機構(gòu)主要設(shè)有成形磨砂輪電機、開槽齒形修整片電機、滾珠絲桿電機、滾珠絲杠副、開槽齒形修整片和成形磨砂輪。所述成形磨砂輪主軸右端連接成形磨砂輪電機，開槽齒形修整片的拼接型線與轉(zhuǎn)子成形磨砂輪型線接近，通過嚙合滾軋對轉(zhuǎn)子成形磨砂輪進行開槽，開槽齒形修整片傳動軸右端連接開槽齒形修整片電機，且開槽齒形修整片與開槽齒形修整片電機安裝與滾珠絲杠副上，滾珠絲杠副一端安裝有滾珠絲桿電機，用于調(diào)整開槽齒形修整片與轉(zhuǎn)子成形磨砂輪中心距。開槽齒形修整片主要是通過開槽齒形修整片夾緊定位裝置進行拼接擬合的，夾緊定位裝置包括夾緊定位鍵、緊定螺帽及傳動軸。由于本發(fā)明成形磨砂輪開槽機構(gòu)設(shè)有一套開槽齒形修整片，可通過誤差計算和篩選，保證開槽精度的條件下，選擇一定數(shù)量的開槽齒形修整片拼接擬合成近似砂輪型線，通過夾緊定位裝置固定于電機軸上，通過滾軋方式對成形磨砂輪進行砂輪開槽加工。與現(xiàn)有齒輪開槽技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明利用開槽齒形修整片對成形磨砂輪進行同步滾軋方式，實現(xiàn)一次性開槽，其開槽技術(shù)簡單，加工效率高；且本發(fā)明可以通過開槽齒形修整片的拼接擬合實現(xiàn)對不同型線的成形磨砂輪的滾軋加工，因此適用于不同型線的轉(zhuǎn)子成形磨砂輪的開槽技術(shù)，本發(fā)明所涉及的成形磨砂輪開槽技術(shù)具有操作簡單、循環(huán)利用率高、整體加工成本低等優(yōu)點。附圖說明圖1為轉(zhuǎn)子成形磨砂輪開槽機構(gòu)簡圖。圖2為開槽齒形修整片夾緊定位裝置。圖3為開槽齒形修整片工件圖。圖4為成形磨砂輪型線分段拼接圖。圖5為開槽齒形修整片與砂輪型線精度擬合圖。具體實施方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的技術(shù)方案作進一步詳細說明：如圖1～4，所述成形磨砂輪開槽機構(gòu)主要包括成形磨砂輪電機1，成形磨砂輪2，開槽齒形修整片電機3，開槽齒形修整片4，滾珠絲桿電機5，滾珠絲杠副6。各開槽齒形修整片4通過夾緊定位裝置進行拼接并固定于開槽齒形修整片電機3的轉(zhuǎn)軸上，每片開槽齒形修整片4所含齒數(shù)相同，使齒頂處擬合成接近砂輪型線的廓形，開槽齒形修整片4的夾緊定位裝置由定位鍵9、緊定螺帽8和傳動軸7組成；定位鍵9可對各個開槽齒形修整片4進行軸向定位，使得每片開槽齒形修整片4的端面齒形可基本保持一致，緊定螺帽8對開槽齒形修整片4進行鎖緊，定位鍵9將開槽齒形修整片4固定于傳動軸7上，傳動軸7連接開槽齒形修整片電機3，槽齒形修整片電機3通過傳動軸7帶動開槽齒形修整片4旋轉(zhuǎn)，成形磨砂輪電機1帶動成形磨砂輪2旋轉(zhuǎn)，滾珠絲桿電機5通過滾珠絲杠副6調(diào)節(jié)開槽齒形修整片4和成形磨砂輪2的中心距，通過滾軋方式實現(xiàn)開槽齒形修整片4對成形磨砂輪2的開槽加工。所述成形磨砂輪的開槽方法，包括以下步驟：1、已知成形磨砂輪所需開槽的槽數(shù)為n1，使用的開槽齒形修整片的齒數(shù)為n2，則成形磨砂輪和開槽齒形修整片的轉(zhuǎn)數(shù)比為：i1=n2n1]]>2、如圖3中的左圖所示，對成形磨砂輪型線進行分段后，用開槽齒形修整片進行拼接擬合。則砂輪第i段上開槽齒形修整片左右兩端頂點坐標分別為：(tif(ti))、(ti+1f(ti+1))如圖4所示。3、計算開槽齒形修整片與砂輪型線的最大誤差值。列出兩點間的三次樣條公式(參見文獻：吳序堂.齒輪嚙合原理[M].第2版.西安:西安交通大學出版社,2009)：f(x)＝ax3+bx2+cx+d使用追趕法求解所有型線點(開槽齒形修整片左右兩端頂點)導數(shù)f’(ti+1)、f’(ti)，根據(jù)型線點坐標，對型線上最大誤差點導數(shù)進行求解。第i個開槽齒形修整片與成形磨砂輪型線的最大誤差點的導數(shù)為：f′(ξ)=f(ti+1)-f(ti)ti+1-ti]]>建立數(shù)學模型：f,(ti)f,(ti+1)f(ti)f(ti+1)=3ti22ti103ti+122ti+110ti3ti2ti1ti+13ti+12ti+11abcd]]>求解第i段的三次樣條公式，并通過三次樣條公式求解最大誤差點ξ及f(ξ)，得到fa和fbfa＝f'(ξ)·ξ-f(ξ)fb＝f'(ξ)·ti-f(ti)可知第i個開槽齒形修整片與成形磨砂輪型線的最大誤差δ為：δ＝(fa-fb)cosθ其中：θ＝arctanf'(ξ)如圖5擬合算法所示：4、根據(jù)成形磨砂輪型線點，在標準化開槽齒形修整片組中選取適合精度誤差(誤差在0.5mm內(nèi))的開槽齒形修整片，利用夾緊定位裝置進行拼接擬合并定位，最后進行滾軋開槽加工。本發(fā)明可通過調(diào)整開槽齒形修整片的位置，從而拼接擬合出不同型線的成形磨砂輪型線，通過改變a和d、b和c開槽齒形修整片的位置，就可拼接擬合出左右兩種砂輪型線(擬合誤差小于0.5mm即可)。開槽齒形修整片的齒數(shù)一般可在1～8齒之間。本發(fā)明提出的新型轉(zhuǎn)子成形磨砂輪開槽的機構(gòu)及方法適用于不同型線的轉(zhuǎn)子成形磨砂輪的一次性滾軋開槽技術(shù)，具有操作簡單、加工效率高、循環(huán)利用率高、整體加工成本低等優(yōu)點。當前第1頁1 2 3