一种用于锥形螺栓全型面磨削方法技术

本发明专利技术公开了一种用于锥形螺栓全型面磨削方法,采用数控磨床，通过支板的设计以及加工工艺的设置，利用支板和砂轮、导轮对锥形螺栓毛坯进行全型面磨削，包括步骤如下：1）加工预磨前锥形螺栓毛坯（1）；2）预磨锥形螺栓光杆部位，得到预磨后锥形螺栓毛坯（1＇）；3）安装数控磨削支板（4＇）；4）修整导轮（2）、砂轮（3），定位预磨后锥形螺栓毛坯（1＇）；5）整体型面数控磨削；6）数控磨削后，卸下得到的锥形螺栓（1＇＇）。本发明专利技术通过设计数控磨削锥形支板、修整砂轮和导轮的形状，使锥形螺栓的头部沉头面、头下圆角、光杆、螺纹收尾部位以及螺纹毛坯能够一次磨削成形，保证了精度要求，解决了锥形螺栓全型面磨削技术难题。

A method of full surface grinding for conical bolts

The invention discloses a method for taper bolt profile grinding method using CNC grinding machine, through the design of the supporting plate and the processing technology of whole set, surface grinding of taper bolt blank by a support plate and a grinding wheel, guide wheel, which comprises the steps of: 1) pre processing before grinding tapered bolt blank (1); 2) pre grinding taper bolt rod parts, pre grinding tapered bolt blank (1 '); 3) installation of CNC grinding plate (4'); 4) dressing wheel (2), (3), positioning wheel grinding with conical bolt blank (1 '); 5) the whole surface 6) NC NC grinding; grinding, the taper bolt unloading (1 \). The present invention through the design of CNC grinding cone supporting plate, wheel and guide wheel shape, the conical head of the bolt head, head sink rounded, rod, thread winding parts and blank to form a grinding, precision, solve the tapered bolt profile grinding technology.

【技术实现步骤摘要】
一种用于锥形螺栓全型面磨削方法
本专利技术金属加工工艺
，涉及一种用于飞行器的锥形螺栓的型面支板及磨削方法。
技术介绍
锥形螺栓由于锥形光杆和高精度孔的精密配合，可实现均匀干涉而提高结构强度和疲劳寿命，因此，在飞机主承力结构得到应用。但锥形螺栓锥形光杆的高精度加工及与头部的形位公差保证是实现可靠预载的前提条件，国内外有关公开文献未检索到相关的磨削用支板及型面结构，也未检索到相关的锥面磨削方法，可供借鉴的只有直杆螺栓的全型面加工方法，但该方法只在紧固件生产厂使用，未有公开报道；直杆螺栓型面整体成形前，光杆经过加工保有一定的磨削余量，但仍是直杆。之后采用直面支板，在数控磨床上将螺栓头、光杆和螺纹部位一次磨削成形。但是直杆螺栓型面加工方法并不完全适用于锥形螺栓，锥形螺栓在整体型面磨削前，需要将光杆加工成锥形并保有一定的磨削量。之后采用锥形支板，在数控磨床上将螺栓头、光杆和螺纹部位一次磨削成形。本专利技术提出一种用于锥形螺栓型面成形的方法，解决了用于飞行器的锥形螺栓的制造难题。
技术实现思路
本专利技术的目的：设计一种用于锥形螺栓全型面磨削方法，保证锥形螺栓光杆的锥度和螺栓头、光杆和螺纹部位的形位公差要求，满足锥形螺栓的加工要求，提高效率和精度，减少砂轮磨损，节约加工成本。为了实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：一种用于锥形螺栓全型面磨削方法，采用数控磨床，通过支板的设计以及加工工艺的设置，利用支板和砂轮、导轮对锥形螺栓毛坯进行全型面磨削，磨削步骤如下：1）加工预磨前锥形螺栓毛坯1：如图1，预磨前锥形螺栓毛坯1由沉头面1a、头下圆角1b、光杆1c、螺纹收尾部位1d以及螺纹毛坯1e组成，光杆1c与螺纹毛坯1e的高度差为1h；各磨削型面均留有磨削余量。2）预磨锥形螺栓光杆部位，得到预磨后锥形螺栓毛坯1＇：如图2，在普通磨床上，将预磨前锥形螺栓毛坯1置于预磨支板4上，位于导轮2和砂轮3的中间；所述预磨支板4如图3所示，预磨支板第一型面4a与预磨前锥形螺栓毛坯1的光杆1c对应，长度相匹配，但预磨支板第一型面4a具有型面角度α，所述型面角度α等于最终需要的锥形螺栓光杆的单面锥度；预磨支板第二型面4b与预磨前锥形螺栓毛坯1的螺纹毛坯1e对应，预磨支板第二型面4b的长度大于螺纹毛坯1e的长度；为了支承预磨前锥形螺栓毛坯1，预磨支板台阶高度h与预磨前锥形螺栓毛坯1的光杆1c和螺纹毛坯1e的高度差1h对应；调整导轮2相对于支承轴的位置，使其带有一定锥度，此锥度等于型面角度α，使光杆能磨成带有型面角度α的锥度杆；启动磨床开关，导轮2、砂轮3进给并转动，带动磨削前锥形螺栓毛坯1旋转，磨削其光杆1c，得到预磨后锥形螺栓毛坯1＇，如图4、5所示，光杆1c变为单面锥度为型面角度α的锥度杆1c＇，减少了光杆和螺纹毛坯在数控磨削时的磨削量；预磨后锥形螺栓毛坯1＇留有数控磨削的磨削余量。3）安装数控磨削支板4＇：将导轮2和砂轮3安装在数控磨床的相应主轴上，位于预磨后锥形螺栓毛坯1＇的两侧；预磨后锥形螺栓毛坯1＇头部向着操作者的方向，数控磨削支板4＇如图6、7、8所示，数控磨削支板第一型面4a＇与预磨前锥形螺栓毛坯1的光杆1c对应，但数控磨削支板第一型面4a＇具有型面角度α，所述型面角度α等于最终需要的锥形螺栓光杆的单面锥度；数控磨削支板第二型面4b＇与预磨前锥形螺栓毛坯1的螺纹毛坯1e对应；数控磨削支板台阶高度h＇与预磨前锥形螺栓毛坯1的光杆1c和螺纹毛坯1e的高度差1h相对应；如图7所示，数控磨削支板4＇A-A剖面图带有弧面，避免磨削小规格螺栓时与砂轮和导轮碰到；所述数控磨削支板4＇顶部黑色菱形物体为硬质合金，是其真正工作的部分，其厚度H要小于需加工螺栓的直径，避免与导轮和砂轮干涉；所述数控磨削支板4＇安装在设备支撑板上。4）修整导轮2、砂轮3，定位预磨后锥形螺栓毛坯1＇：对应最终需要的锥形螺栓1＇＇（如图10），修整导轮和砂轮的形状和尺寸，如图9所示，导轮第一型面2a与预磨后锥形螺栓毛坯1＇的锥度杆1c＇的形状和尺寸对应；导轮第二型面2b、导轮第三型面2c和导轮第四型面2d组成的型面轮廓可以囊括预磨前锥形螺栓毛坯1（或预磨后锥形螺栓毛坯1＇）的螺纹收尾部位1d；导轮第五型面2e的长度大于预磨前锥形螺栓毛坯1（或预磨后锥形螺栓毛坯1＇）的螺纹毛坯1e的长度；砂轮第一型面3b的锥度等于预磨前锥形螺栓毛坯1（或预磨后锥形螺栓毛坯1＇）的沉头面1a的锥度，砂轮第一型面3b的长度大于沉头面1a段的长度；砂轮第二型面3c的圆角等于预磨前锥形螺栓毛坯1（或预磨后锥形螺栓毛坯1＇）的头下圆角1b；砂轮第三型面3d的长度和锥度与预磨后锥形螺栓毛坯1＇的锥度杆1c＇对应；砂轮第四型面3e与预磨前锥形螺栓毛坯1（或预磨后锥形螺栓毛坯1＇）的螺纹收尾部位1d的尺寸和圆角半径相对应；砂轮第五型面3f与预磨前锥形螺栓毛坯1（或预磨后锥形螺栓毛坯1＇）的螺纹毛坯1e相对应，砂轮第五型面3f的长度大于螺纹毛坯1e的长度；将预磨后锥形螺栓毛坯1＇置于数控磨削支板4＇上，此时，预磨后锥形螺栓毛坯1＇相对于导轮2和砂轮3的位置如图9所示。5）整体型面数控磨削：启动数控磨削程序，导轮2和砂轮3进给并旋转，带动预磨后锥形螺栓毛坯1＇转动，实现预磨后锥形螺栓毛坯1＇的沉头面1a、头下圆角1b、锥度杆1c＇、螺纹收尾部位1d和螺纹毛坯1e的全型面磨削，得到最终需要的锥形螺栓1＇＇。6）数控磨削后，卸下得到的锥形螺栓1＇＇，所述锥形螺栓1＇＇如图10、11所示，包括锥形螺栓沉头面1a＇＇、锥形螺栓头下圆角1b＇＇、锥形螺栓锥度杆1c＇＇、锥形螺栓螺纹收尾部位1d＇＇和锥形螺栓螺纹毛坯1e＇＇。本专利技术的有益效果：数控磨削前，采用普通磨床磨削锥形螺栓毛坯的光杆使其带有锥度，减少了后面数控磨削的磨削量；通过设计数控磨削锥形支板、修整砂轮和导轮的形状，使锥形螺栓的头部沉头面、头下圆角、光杆、过渡以及螺纹毛坯能够一次磨削成形，保证了精度要求，解决了锥形螺栓全型面磨削技术难题；同时，这种预先磨锥杆的工艺，减少了数控全型面磨削的磨削量，砂轮磨损损耗小，节约了加工成本。附图说明图1是本专利技术磨削前锥形螺栓毛坯1示意图；图2是本专利技术预磨时磨削装置结构示意图；图3是本专利技术预磨支板4的示意图；图4是本专利技术预磨后锥形螺栓毛坯1＇示意图；图5是图4中P处局部放大图；图6是本专利技术数控磨削支板4＇示意图；图7是图5的A-A剖面示意图；图8是图5中C处局部放大图；图9是本专利技术数控磨削时砂轮、导轮及与锥形螺栓毛坯1＇的相对位置示意图；图10是本专利技术数控磨削后得到的锥形螺栓1＇＇示意图；图11是图10中P处局部放大图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例1：采用数控磨床和锥形支板对英制抗拉型100°沉头锥形螺栓-6-10规格毛坯进行磨削，磨削步骤如下：①加工预磨前锥形螺栓毛坯1：如图1，预磨前锥形螺栓毛坯1由沉头面1a（100°±1°）、头下圆角1b（0.5+0.20）、光杆1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于锥形螺栓全型面磨削方法，采用数控磨床，通过支板的设计以及加工工艺的设置，利用支板和砂轮、导轮对锥形螺栓毛坯进行全型面磨削，其特征在于，包括步骤如下：1）加工预磨前锥形螺栓毛坯（1）；2）预磨锥形螺栓光杆部位，得到预磨后锥形螺栓毛坯（1＇）；3）安装数控磨削支板（4＇）；4）修整导轮（2）、砂轮（3），定位预磨后锥形螺栓毛坯（1＇）；5）整体型面数控磨削；6）数控磨削后，卸下得到的锥形螺栓（1＇＇）。

【技术特征摘要】
1.一种用于锥形螺栓全型面磨削方法，采用数控磨床，通过支板的设计以及加工工艺的设置，利用支板和砂轮、导轮对锥形螺栓毛坯进行全型面磨削，其特征在于，包括步骤如下：1）加工预磨前锥形螺栓毛坯（1）；2）预磨锥形螺栓光杆部位，得到预磨后锥形螺栓毛坯（1＇）；3）安装数控磨削支板（4＇）；4）修整导轮（2）、砂轮（3），定位预磨后锥形螺栓毛坯（1＇）；5）整体型面数控磨削；6）数控磨削后，卸下得到的锥形螺栓（1＇＇）。2.根据权利要求1所述的用于锥形螺栓全型面磨削方法，其特征在于，在步骤1）中，所述预磨前锥形螺栓毛坯（1）由沉头面（1a）、头下圆角（1b）、光杆（1c）、螺纹收尾部位（1d）以及螺纹毛坯（1e）组成，所述光杆（1c）与螺纹毛坯（1e）的高度差为1h；各磨削型面均留有磨削余量。3.根据权利要求1所述的用于锥形螺栓全型面磨削方法，其特征在于，在步骤2）中，在普通磨床上，将预磨前锥形螺栓毛坯（1）置于预磨支板（4）上，位于导轮（2）和砂轮（3）的中间；所述预磨支板（4）的预磨支板第一型面（4a）与预磨前锥形螺栓毛坯（1）的光杆（1c）对应，长度相匹配，但预磨支板第一型面（4a）具有型面角度（α），所述型面角度（α）等于最终需要的锥形螺栓光杆的单面锥度；预磨支板第二型面（4b）与预磨前锥形螺栓毛坯（1）的螺纹毛坯（1e）对应，预磨支板第二型面（4b）的长度大于螺纹毛坯（1e）的长度；为了支承预磨前锥形螺栓毛坯（1），预磨支板台阶高度（h）与预磨前锥形螺栓毛坯（1）的光杆（1c）和螺纹毛坯（1e）的高度差（1h）对应；调整砂轮3相对于支承轴的位置，使其带有一定锥度，此锥度等于型面角度（α）；启动磨床开关，砂轮（2）、导轮（3）进给并转动，带动磨削前锥形螺栓毛坯（1）旋转，磨削其光杆（1c），得到预磨后锥形螺栓毛坯（1＇），光杆（1c）变为单面锥度为型面角度（α）的锥度杆（1c＇），减少了光杆和螺纹毛坯在后续数控磨削时的磨削量；预磨后锥形螺栓毛坯（1＇）留有数控磨削的磨削余量。4.根据权利要求1所述的用于锥形螺栓全型面磨削方法，其特征在于，在步骤3）中，将导轮（2）和砂轮（3）安装在数控磨床的相应主轴上，位于预磨后锥形螺栓毛坯（1＇）的两侧；预磨后锥形螺栓毛坯（1＇）头部向着操作者的方向，数控磨削支板第一型面（4a＇）与预磨前锥形螺栓毛坯（1）的光杆（1c）对应，但数控磨削支板第一型面（4a＇）具有型面角度（α...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵庆云，刘风雷，王立东，梁福顺，
申请(专利权)人：中国航空工业集团公司北京航空制造工程研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11