凸曲线非圆轮廓零件的磨削结构制造技术

凸曲线非圆轮廓零件的磨削结构，包括：零件安装位，所述零件安装位可绕第一公转圆心公转；砂轮，所述砂轮可绕第二公转圆心公转并可绕自身的轴线回转，零件安装位的公转半径和砂轮的公转半径相等，设置于所述零件安装位上的零件的轴线与所述砂轮自身轴线平行，零件和砂轮公转进行磨削时，砂轮始终与零件轮廓的被磨削点的工艺规划轨迹相切；所述第一公转圆心和所述第二公转圆心可沿着两个公转圆心的连线相对移动。本实用新型专利技术在磨削过程中使砂轮和零件等半径公转，将砂轮的直线往复运动转化为圆周同向回转运动，无直线反向时的冲击载荷，同时保持了砂轮的高速自转，提高了加工精度和效率。

Grinding Structure of Non-circular Contour Parts with Convex Curve

【技术实现步骤摘要】
凸曲线非圆轮廓零件的磨削结构
本技术属于机械加工
，尤其涉及一种用于磨削具有凸曲线非圆轮廓形状的零件的磨削结构。
技术介绍
磨削是利用高速旋转的砂轮等磨具加工零件表面的一种切削加工工艺。磨削可加工各种零件的内、外圆柱面、圆锥面和平面，以及螺纹、齿轮和花键等特殊、复杂的成形表面。磨削一般作为零件表面的精加工工序，如用于曲轴、偏心轴、凸轮轴、叶片泵定子内腔，内曲线马达定子内腔，径向球塞马达定子内腔等零件的精加工，但也可以用于毛坯的预加工和清理等的粗加工工作。机械加工过程中，将零件上待加工表面的多余金属通过机械加工的方法去除掉，以获得设计要求的加工表面，零件表面预留的(需切除掉的)金属层的厚度称为加工余量。磨削加工的余量为磨削余量。磨削加工前，要针对所磨削轮廓及磨削余量进行磨削工艺规划，确定磨削的总圈数以及各圈所分配的磨削余量，设定被磨削点的运动轨迹，该运动轨迹也称为工艺规划轨迹。传统的曲轴、凸轮等零件的磨削加工方式为随动磨削，如图1所示，对零件进行磨削时，零件100绕自身的轴线回转，砂轮200在高速自转的同时沿直线(X轴方向)往复运动，并伴有磨削量的进给，加工过程中砂轮200与零件100的轮廓的被磨削点的工艺规划轨迹始终相切，从而完成磨削过程。零件轮廓的磨削常采用计算机数字化控制(ComputerizedNumericalControl，简称CNC)的无靠模磨削，CNC控制的无靠模磨削具有加工精度高，质量易于控制，效率高的特点。但这种传统的磨削加工方式是零件绕自身轴线回转，砂轮随零件轮廓极径的变化而直线往复运动，砂轮的直线运动在轮廓曲线的极点处换向。由于受直线轴惯性载荷的影响，砂轮的直线运动响应滞后，容易造成零件轮廓在曲线极点处出现欠切或过切，难以保证磨削精度，如要提高磨削精度就要对砂轮往复运动的频率进行限制，这无疑会制约磨削效率的提高。申请号为201010129465.9的中国技术专利申请提出了一种新的曲轴磨削方法。在磨削曲轴的连杆轴颈时，曲轴绕其自身的回转中心旋转，由于连杆轴颈相对于曲轴的回转中心具有一定的偏心距，因此在曲轴回转时，连杆轴颈做以曲轴的回转中心为圆心、以偏心距为半径的圆周运动。砂轮在绕自身的回转中心自转的同时，砂轮的回转中心同时按预设运动轨迹曲线移动，使得砂轮的高点始终对连杆轴颈的高点进行磨削，以外磨圆的方式对曲轴表面进行磨削加工。该方法解决了曲轴传统磨削加工方法中砂轮直线运动换向时冲击载荷对磨削质量影响的问题，该方法是利用砂轮的公转与连杆轴颈的旋转保持同相位的同步运动来完成磨削，运动的本质是一个平行四边形的一个边固定(曲轴转动中心与砂轮公转圆心的距离)，该边的两个邻边做同相位的同步转动(连杆轴颈的偏心距、砂轮的公转半径)，该边的对边做平动(砂轮自转中心到连杆轴颈中心的距离)。该方法不能用于加工凸曲线非圆轮廓的零件，应用范围受到限制。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种高效的、用于磨削凸曲线非圆轮廓零件的磨削结构。为了实现目的，本技术采取如下的技术解决方案：凸曲线非圆轮廓零件的磨削结构，包括：零件安装位，所述零件安装位可绕第一公转圆心公转；砂轮，所述砂轮可绕第二公转圆心公转并可绕自身的轴线回转，零件安装位的公转半径和砂轮的公转半径相等，设置于所述零件安装位上的零件的轴线与所述砂轮自身轴线平行，零件和砂轮转动时，砂轮始终保持与零件轮廓的被磨削点的工艺规划轨迹相切；所述第一公转圆心和所述第二公转圆心可沿着两个公转圆心的连线相对移动。更具体的，磨削零件的外轮廓时，所述第一公转圆心和所述第二公转圆心之间的距离从O1O2＝L1+Rs+δ减小至O1O2＝L1+Rs；磨削零件的内轮廓时，所述第一公转圆心和所述第二公转圆心之间的距离从O1O2＝L1-Rs-δ增大至L1-Rs；其中，O1O2为第一公转圆心和第二公转圆心之间的距离，L1为零件的安装基准线与零件轮廓的两个交点的连线的长度的一半，Rs为砂轮的半径，δ为磨削余量，磨削内轮廓时，砂轮的半径小于等于零件轮廓的最小曲率半径。由以上技术方案可知，本技术针对凸曲线非圆轮廓磨削过程中，砂轮轴直线往复运动的惯性载荷制约加工精度和加工效率的问题，提出一种等径公转圆周轨迹磨削方法，将零件、砂轮分别安装在等长度的公转半径末端，零件只绕着公转轴心公转，不发生自转，砂轮高速自转的同时绕着另一公转轴心公转，由砂轮半径及零件轮廓确定两个公转圆心之间的距离，该距离随进给变化。零件和砂轮各自在自己的公转圆周上同向转动，砂轮在其公转圆周上追随零件轮廓的被磨削点的工艺规划轨迹上的切点，依靠砂轮公转与零件公转的相位差的持续变化，砂轮公转圆心相对零件的公转轴心做持续的同向直线运动实现磨削进给，实现磨削。磨削过程保持砂轮与零件凸曲线轮廓的被磨削点的工艺规划轨迹始终相切，相邻离散点之间用磨削轨迹近似逼近，消除直线轴的频繁反向冲击，将砂轮的直线往复运动转化为圆周同向回转运动，无直线反向时的冲击载荷，同时保持砂轮的高速自转，可提高磨削精度和磨削效率。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做简单介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。图1为传统磨削加工的示意图；图2为本技术磨削方法的示意图；图3a至图3h为零件外轮廓磨削过程中的不同状态示意图；图4为磨削零件内轮廓时起始磨削状态的示意图；图5a至图5h为零件内轮廓磨削过程中的不同状态示意图；图6为磨削另一种零件外轮廓的示意图；图7为磨削另一种零件内轮廓的示意图；图8为可采用本技术方法磨削零件的机床的结构示意图；图9为沿图8中A-A线的剖视图；图10为沿图8中B-B线的剖视图；图11为图8的俯视图；图12为可采用本技术方法磨削零件的另一种机床的结构示意图；图13为图12所示机床装上砂轮后的示意图。以下结合附图对本技术的具体实施方式作进一步详细地说明。具体实施方式为了让本技术的上述和其它目的、特征及优点能更明显，下文特举本技术实施例，并配合所附图示，做详细说明如下。若一平面曲线总是位于它的每一点切线的同一侧，则该曲线为凸曲线。凸曲线轮廓上极径由单调递增到单调递减的临界点，或由单调递减到单调递增的临界点为轮廓曲线极点。轮廓曲线极点可以是一个点，也可以是与凸曲线轮廓坐标极点同心的一段圆弧。本技术针对凸曲线非圆轮廓零件(即零件的横截面形状为非圆形的凸曲线形状，以下说明中的轮廓均是指零件的横截面的形状)，提出一种等径公转圆周轨迹磨削方法。过凸曲线非圆轮廓内任意一点的直线会与凸曲线非圆轮廓交于两点，本技术方法适用于满足以下条件的凸曲线非圆轮廓的磨削：在凸曲线非圆轮廓内可以找到至少一个点，存在至少一条过该点的直线，直线本身可以和直线与凸曲线非圆轮廓的两个交点的法向重合。当只有一条直线满足直线本身和直线与凸曲线非圆轮廓的两个交点的法向重合时，该直线为零件的安装基准线，当有多条直线均满足直线本身和直线与凸曲线非圆轮廓的两个交点的法向重合时，找出这些直线中与凸曲线非圆轮廓的两交点的连线长度最短的直线，以该交点连线长度最短的直线作为零本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.凸曲线非圆轮廓零件的磨削结构，其特征在于，包括：零件安装位，所述零件安装位可绕第一公转圆心公转；砂轮，所述砂轮可绕第二公转圆心公转并可绕自身的轴线回转，零件安装位的公转半径和砂轮的公转半径相等，设置于所述零件安装位上的零件的轴线与所述砂轮自身轴线平行，零件和砂轮公转进行磨削时，砂轮始终与零件轮廓的被磨削点的工艺规划轨迹相切；所述第一公转圆心和所述第二公转圆心可沿着两个公转圆心的连线相对移动。

【技术特征摘要】
1.凸曲线非圆轮廓零件的磨削结构，其特征在于，包括：零件安装位，所述零件安装位可绕第一公转圆心公转；砂轮，所述砂轮可绕第二公转圆心公转并可绕自身的轴线回转，零件安装位的公转半径和砂轮的公转半径相等，设置于所述零件安装位上的零件的轴线与所述砂轮自身轴线平行，零件和砂轮公转进行磨削时，砂轮始终与零件轮廓的被磨削点的工艺规划轨迹相切；所述第一公转圆心和所述第二公转圆心可沿着两个公转圆心的连线相对移动。2.如权利要求1所述的凸曲线非圆轮廓零件的磨削...

【专利技术属性】
技术研发人员：张二朋，
申请(专利权)人：张二朋，
类型：新型
国别省市：陕西,61