内外球面磨削方法技术

本发明专利技术公开了一种内外球面磨削方法，通过获取待磨削工件的球截面弦长和球面半径及选择加工待磨削工件的磨床；根据获取的球截面弦长和球面半径，计算出球截面弦长对应的圆心半角；根据选择的磨床和计算出的圆心半角，确定磨床的头架扳转角度和磨削砂轮的砂轮直径；根据确定的头架扳转角度和砂轮直径，利用选择的磨床对待磨削工件进行球面磨削。本发明专利技术改变了以往的展成法采用基于砂轮中心线与待加工球面圆弧中心线重合的计算方式，克服了展成法加工时受到老的计算方式所得出的扳转角度及选用砂轮直径的限制，使用普通磨床即可完成加工；操作便捷、直观，角度调整简单，砂轮选用及修整简易，且无须借助专用砂轮修整装置；不需设计使用专用夹具。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及机械加工领域，特别地，涉及一种内外球面磨削方法。
技术介绍
现有的磨削内外球有三种方法：一、成型法：修整成型砂轮，靠磨加工，效率低，零件易烧伤，砂轮修整器调整准确率低，难以保证球面尺寸精度要求，但应用广；二、展成法：或需要专用机床进行加工，或现有计算方式针对性大导致应用性不大；三、轨迹法：辅助设备及工装设计制造繁杂，针对性大，实际无应用。其中，磨工教科书或磨削加工技术书籍中介绍的展成法，根据其计算公式及加工方法调整机床及修整砂轮均局限性大，致使加工球面圆弧大小受到局限，应用性差。现有的三种磨削内外球的方法中，均需要采用特定的磨床进行加工，暂无在普通磨床上加工高精度内外球面更通用的具体方法和简易计算公式。因此，如何在普通磨床上加工高精度内外球面，是一个亟待解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术提供了一种内外球面磨削方法，以解决现有的磨削内外球方法在普通磨床上无法加工高精度内外球面的技术问题。本专利技术采用的技术方案如下：根据本专利技术的一个方面，提供一种内外球面磨削方法，用于对具有内球面和/或外球面的待磨削工件进行球面磨削加工，包括步骤：获取待磨削工件的球截面弦长和球面半径及选择加工待磨削工件的磨床，其中，磨床为内圆磨床、外圆磨和工具磨床的一种；根据获取的球截面弦长和球面半径，计算出球截面弦长对应的圆心半角；根据选择的磨床和计算出的圆心半角，确定磨床的头架扳转角度和磨削砂轮的砂轮直径；根据确定的头架扳转角度和砂轮直径，利用选择的磨床对待磨削工件进行球面磨削。进一步地，根据获取的球截面弦长和球面半径，计算出球截面弦长对应的圆心半角的步骤包括：若获取的球截面弦长为球截面最大弦长时，则根据获取的球截面最大弦长和球面半径，计算出球截面最大弦长对应的圆心半角。进一步地，计算出的球截面最大弦长对应的圆心半角为：θ1＝sin-1(L/2R)其中，L为球截面最大弦长，R为球面半径，θ1为球截面最大弦长对应的圆心半角。进一步地，根据获取的球截面弦长和球面半径，计算出球截面弦长对应的圆心半角的步骤包括：若获取的球截面弦长为球截面最小弦长时，则根据获取的球截面最小弦长和球面半径，计算出球截面最小弦长对应的圆心半角。进一步地，计算出的球截面最小弦长对应的圆心半角为：θ2＝sin-1(B/2R)其中，B为球截面最小弦长，R为球面半径，θ2为球截面最小弦长对应的圆心半角。进一步地，根据选择的磨床和计算出的圆心半角，确定磨床的头架扳转角度和磨削砂轮的砂轮直径的步骤包括：若选择的磨床为内圆磨床，则获取已设定好的内圆磨床的头架扳转角度；根据头架扳转角度和计算出的圆心半角，计算出砂轮直径。进一步地，若圆心半角为球截面最大弦长对应的圆心半角，则砂轮直径的最小值为：d1＝2R×Sin(θ1-α)其中，θ1为球截面最大弦长对应的圆心半角，R为球面半径，α为头架扳转角度，d1为砂轮直径的最小值。进一步地，若圆心半角为球截面最小弦长对应的圆心半角，则砂轮直径的最大值为：d2＝2R×Sin(θ2+α)其中，θ2为球截面最小弦长对应的圆心半角，R为球面半径，α为头架扳转角度，d2为砂轮直径的最大值。进一步地，根据选择的磨床和计算出的圆心半角，确定磨床的头架扳转角度和磨削砂轮的砂轮直径的步骤包括：若选择的磨床为外圆磨或工具磨床，则获取外圆磨或工具磨床的砂轮直径；根据砂轮直径和计算出的圆心半角，计算出头架扳转角度。进一步地，根据砂轮直径和计算出的圆心半角，计算出头架扳转角度的步骤包括：根据砂轮直径和待磨削工件的球面最大截面直径，计算出圆心角的差值，圆心角的差值即为头架扳转角度。本专利技术具有以下有益效果：本专利技术提供的内外球面磨削方法，根据待磨削工件的球截面弦长和球面半径来确定磨床的头架扳转角度和磨削砂轮的砂轮直径，使磨削砂轮的轴心线与待磨削工件的轴线相交于球心，改变了以往的展成法采用基于砂轮中心线与待加工球面中心线重合的计算方式，克服了展成法加工时受到所得出的扳转角度及选用砂轮直径的限制，本专利技术只要砂轮直径相切于待磨削工件的球面，包含待磨削球面即可。因此，使用普通的内圆磨床、外圆磨或工具磨床即可完成加工。采用本方法磨削内外球面，操作便捷、直观，角度调整简单，砂轮选用及修整简易，且无须借助专用砂轮修整装置；不需设计使用专用夹具，提高了生产加工的实用性和可操作性。除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本专利技术还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本专利技术作进一步详细的说明。附图说明构成本申请的一部分的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1是本专利技术内外球面磨削方法第一实施例的流程示意图；图2是本专利技术内外球面磨削方法第二实施例的流程示意图；图3是使用本专利技术内外球面磨削方法磨削外球面时的第一实施例的结构示意图；图4是使用本专利技术内外球面磨削方法磨削内球面时的第一实施例的结构示意图；图5是本专利技术内外球面磨削方法第三实施例的流程示意图；图6是使用本专利技术内外球面磨削方法磨削外球面时的第二实施例的结构示意图；图7是使用本专利技术内外球面磨削方法磨削内球面时的第二实施例的结构示意图；图8是图1中的根据选择的磨床和计算出的圆心半角，确定磨床的头架扳转角度和磨削砂轮的砂轮直径的步骤的第一实施例的细化流程示意图；图9是图1中根据选择的磨床和计算出的圆心半角，确定磨床的头架扳转角度和磨削砂轮的砂轮直径的步骤的第二实施例的细化流程示意图；附图标号说明：10、待磨削工件；20、磨削砂轮。具体实施方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本专利技术。参照图1，本专利技术的优选实施例提供了一种内外球面磨削方法，如图3、图4、图6和图7所示，用于对具有内球面和/或外球面的待磨削工件进行球面磨削加工，该内外球面磨削方法包括步骤：步骤S100、获取待磨削工件的球截面弦长和球面半径及选择加工待磨削工件的磨床，其中，磨床为内圆磨床、外圆磨和工具磨床的一种。根据待磨削工件的加工图纸，获取待磨削工件10的球截面弦长和球面半径R，并根据现有的磨床类型，选择适于加工待磨削工件的磨床，其中，磨床的选用，可以为内圆磨床、外圆磨或工具磨床。步骤S200、根据获取的球截面弦长和球面半径，计算出球截面弦长对应的圆心半角。根据获取的球截面弦长和球面半径，计算出球截面弦长对应的圆心半角。其中，球截面弦长包括球截面最大弦长L和球截面最小弦长B。步骤S300、根据选择的磨床和计算出的圆心半角，确定磨床的头架扳转角度和磨削砂轮的砂轮直径。根据选择的加工待磨削工件的磨床和计算出的圆心半角，来确定磨床的头架扳转角度和磨削砂轮20的砂轮直径。若选择的磨床为内圆磨床时，则将待磨削工件10安装在三爪、四爪卡盘或磁力吸盘上，用百分表找正跳动，然后设定内圆磨床的头架扳转角度，并根据设定的内圆磨床的头架扳转角度，计算出磨削砂轮20的砂轮直径。若选择的磨床为外圆磨或工具磨床时，则可先选择磨削砂轮直径20(砂轮直径大于待磨削工件的球面弧长，并不超过干涉待磨削工件的球面弧长即可)，根据所选砂轮直径及球面最大截圆直径计算出圆心角的差值，即为工件头架扳移角度。步骤S400、根据确定的头架扳转角本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种内外球面磨削方法，用于对具有内球面和/或外球面的待磨削工件进行球面磨削加工，其特征在于，所述内外球面磨削方法包括步骤：获取待磨削工件的球截面弦长和球面半径及选择加工所述待磨削工件的磨床，其中，所述磨床为内圆磨床、外圆磨和工具磨床的一种；根据获取的所述球截面弦长和所述球面半径，计算出所述球截面弦长对应的圆心半角；根据选择的所述磨床和计算出的所述圆心半角，确定所述磨床的头架扳转角度和磨削砂轮的砂轮直径；根据确定的所述头架扳转角度和所述砂轮直径，利用选择的所述磨床对所述待磨削工件进行球面磨削。

【技术特征摘要】
1.一种内外球面磨削方法，用于对具有内球面和/或外球面的待磨削工件进行球面磨削加工，其特征在于，所述内外球面磨削方法包括步骤：获取待磨削工件的球截面弦长和球面半径及选择加工所述待磨削工件的磨床，其中，所述磨床为内圆磨床、外圆磨和工具磨床的一种；根据获取的所述球截面弦长和所述球面半径，计算出所述球截面弦长对应的圆心半角；根据选择的所述磨床和计算出的所述圆心半角，确定所述磨床的头架扳转角度和磨削砂轮的砂轮直径；根据确定的所述头架扳转角度和所述砂轮直径，利用选择的所述磨床对所述待磨削工件进行球面磨削。2.根据权利要求1所述的内外球面磨削方法，其特征在于，所述根据获取的所述球截面弦长和所述球面半径，计算出所述球截面弦长对应的圆心半角的步骤包括：若获取的所述球截面弦长为球截面最大弦长时，则根据获取的所述球截面最大弦长和球面半径，计算出所述球截面最大弦长对应的圆心半角。3.根据权利要求2所述的内外球面磨削方法，其特征在于，所述计算出的所述球截面最大弦长对应的圆心半角为：θ1＝sin-1(L/2R)其中，L为球截面最大弦长，R为球面半径，θ1为球截面最大弦长对应的圆心半角。4.根据权利要求1所述的内外球面磨削方法，其特征在于，所述根据获取的所述球截面弦长和所述球面半径，计算出所述球截面弦长对应的圆心半角的步骤包括：若获取的所述球截面弦长为球截面最小弦长时，则根据获取的所述球截面最小弦长和球面半径，计算出所述球截面最小弦长对应的圆心半角。5.根据权利要求4所述的内外球面磨削方法，其特征在于，所述计算出的所述球截面最小弦长对应的圆心半角为：θ2＝sin-1(B/2R)其中，B为球截面最小...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘晓辉，易林峰，蔡荣宾，
申请(专利权)人：中国南方航空工业集团有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43