一种轨迹曲面的在机测量方法及精加工方法技术

本发明专利技术涉及一种轨迹曲面的在机测量方法及精加工方法，采用连续轨迹坐标磨床对零件的轨迹曲面进行测量，包括以下步骤：A1、在行星运动主轴上固定安装一个测量表，所述测量表包括百分表、千分表或万分表，校正所述测量表位置，将其表针球面用于与轨迹曲面接触的测量点位于轨迹运动主轴回转中心与砂轮回转中心的连线上，并位于砂轮的磨削点位置处；将零件在连续轨迹坐标磨床上定位校正好，使测量表的测量点与零件的轨迹曲面接触；A2、利用连续轨迹坐标磨床的法线跟踪功能运行程序，控制轨迹运动主轴运动，带动测量表绕轨迹曲面轮廓一周，根据测量表读数确定轨迹曲面实际轮廓与理论轮廓的误差值。

A method of on machine measurement and finish machining of track surface

【技术实现步骤摘要】
一种轨迹曲面的在机测量方法及精加工方法
本专利技术涉及测量
，具体涉及一种轨迹曲面的在机测量方法及精加工方法。
技术介绍
运用于超高速重载领域的槽轮、凸轮等运动控制零件，其运动控制面是根据运动控制要求设计的复杂曲面，称为轨迹曲面。对于含有多种内凹特征的轨迹曲面，其不同内凹处曲率半径不同，经热处理后，多内凹不规则轮廓因厚度不均，热处理变形大且变形量不均匀。轨迹面磨削加工时，砂轮和工件的接触区域随着内凹曲面的曲率半径变化而变化，磨削力方向变化频繁，内凹特征的磨削状态变化较大，磨削精度不能完全依靠机床和程序精度保证，必须通过轮廓测量来保证。目前精密在机测量方法以杠杆表、红宝石探头、光栅等为主，其测量功能由光-机-电系统实现，依靠控制系统程序的支持，实施成本很高，而且主要以孔、面为主，难以测量曲面轮廓。其他非接触测量方法则无法达到微米级测量精度，也存在系统复杂，实施成本高的问题。轨迹曲面轮廓传统热后精加工方法是：磨削采用连续轨迹坐标磨床，轨迹面轮廓测量采用三坐标测量机，轨迹曲面无法在机床上直接测量。磨削轨迹面时通过找正定位孔圆心和定位销孔角向位置作为定位基准，由于轨迹面变形不均匀，只能通过留较大的磨削余量来保证轨迹完全光出。同时，由于找正定位孔圆心和定位销孔角向位置作为定位基准，磨削掉的轨迹面材料也很不均匀，造成最终加工完成的零件其轨迹面硬化层深度也并不均匀，使用中硬化层深度不均匀会导致轨迹面接触应力与应变的变化不连续。热后传统精加工过程包括精加工：第一次定位校正，在连续轨迹数控坐标磨床上进行半精磨轨迹面；第二次定位校正，在三坐标测量机上进行轨迹面测量，记录余量和误差信息，因为轨迹面无法使用通用量具进行测量，需从定位夹具上拆下来在三坐标测量机上重新定位后对轮廓进行测量；第三次定位校正，在连续轨迹数控坐标磨床上修改补偿值后精磨；第四次定位校正，在三坐标测量机上进行轨迹面测量，由于多曲率半径内凹特征的影响，轨迹面各区域误差不均，精磨后需再次拆下零件在三坐标测量仪上找正装夹并测量，确认补偿值是否正确，还有多少区域不在公差范围内；第四次定位校正，在连续轨迹数控坐标磨床上再一次精磨和光磨；第五次定位校正，在三坐标测量机上测量。高精度轨迹曲面磨削需五次定位校正，加工效率低。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术要解决的技术问题在于提供一种轨迹曲面的在机测量方法及精加工方法，测量精准，可靠性高，系统简单，可减少定位校正次数，提高工作效率。为实现上述目的，本专利技术提供一种轨迹曲面的在机测量方法，采用连续轨迹坐标磨床对零件的轨迹曲面进行测量，所述连续轨迹坐标磨床包括轨迹运动主轴、连接在轨迹运动主轴下的行星运动主轴、以及连接在行星运动主轴下的砂轮，包括以下步骤：A1、在行星运动主轴上固定安装一个测量表，所述测量表包括百分表、千分表或万分表，校正所述测量表位置，将其表针球面用于与轨迹曲面接触的测量点位于轨迹运动主轴回转中心与砂轮回转中心的连线上，并位于砂轮的磨削点位置处；将零件在连续轨迹坐标磨床上定位校正好，使测量表的测量点与零件的轨迹曲面接触；A2、利用连续轨迹坐标磨床的法线跟踪功能运行程序，控制轨迹运动主轴运动，带动测量表绕轨迹曲面轮廓一周，根据测量表读数确定轨迹曲面实际轮廓与理论轮廓的误差值。进一步地，所述测量表为杠杆式的。进一步地，所述测量表通过表架连接在行星运动主轴上。进一步地，所述步骤A1中，所述测量点位于砂轮的磨削点正下方，所述步骤A2中，通过轨迹运动主轴抬高测量表位置，使测量点与零件的轨迹曲面接触。本专利技术还提供一种轨迹曲面的精加工方法，采用连续轨迹坐标磨床对零件的轨迹曲面进行精加工，所述连续轨迹坐标磨床包括轨迹运动主轴、连接在轨迹运动主轴下的行星运动主轴、以及连接在行星运动主轴下的砂轮，所述精加工方法包括：在连续轨迹坐标磨床上对零件定位校正好，对其轨迹曲面进行半精磨工序、精磨工序和光磨工序，并且半精磨工序、精磨工序和光磨工序都包括以下步骤：B1、初次磨削加工前，采用上述的在机测量方法，确定轨迹曲面实际轮廓与理论轮廓的误差值，作为加工指导参数，用于指导磨削加工；B2、磨削加工后，采用上述的在机测量方法，确定轨迹曲面实际轮廓与理论轮廓的误差值，作为加工检验参数；将加工检验参数与加工要求对比，对于满足加工要求的，进入步骤B4，对于不满足加工要求的，进入步骤B3；B3、将步骤B2中加工检验参数作为加工指导参数，对零件进行再次磨削加工，然后重复步骤B2；B4、工序完成。进一步地，在零件经过半精磨工序、精磨工序和光磨工序后，从连续轨迹数控坐标磨床上拆下，将零件在三坐标测量机上定位校正，利用三坐标测量机测量轨迹曲面。如上所述，本专利技术涉及的在机测量方法及精加工方法，具有以下有益效果：通过设置测量表，紧密精密调整测量表与轨迹运动主轴和砂轮的相对关系，利用连续轨迹坐标磨床的法线跟踪功能运行程序，带动测量表绕轨迹曲面一周，测量表的测量点与轨迹运动主轴回转中心连线始终与轨迹曲面法线重合，能实现测量表表针模拟砂轮的磨削点运动轨迹，反映出砂轮轨迹与轨迹曲面理论轮廓的误差，从而确定轨迹曲面实际轮廓与理论轮廓的误差值。本专利技术的在机测量方法，读数直观，测量精度好，可靠性更高，且结构简单，不需要额外控制程序支持，实施成本低，可实现在同一台连续轨迹坐标磨床上进行精加工和测量的闭环制造，减少定位校正次数，提高精度和工作效率。附图说明图1为本专利技术中的在机测量方法所需要硬件的结构示意图。图2为连续轨迹坐标磨床上进行轨迹曲面磨削的工作示意图。图3为本专利技术中的在机测量方法的原理示意图。元件标号说明1轨迹运动主轴11轨迹运动主轴回转中心2行星运动主轴3砂轮31砂轮回转中心32磨削点4测量表41表针球面42测量点5表架6轨迹曲面61轨迹曲面法线具体实施方式以下由特定的具体实施例说明本专利技术的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点及功效。须知，本说明书附图所绘的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本专利技术可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本专利技术所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本专利技术所揭示的
技术实现思路
能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”等的用语，亦仅为便于叙述明了，而非用以限定本专利技术可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更
技术实现思路
下，当亦视为本专利技术可实施的范畴。参见图1至图3，本专利技术提供了一种轨迹曲面的在机测量方法，采用连续轨迹坐标磨床对槽轮、凸轮等零件的轨迹曲面轮廓进行测量，连续轨迹坐标磨床包括轨迹运动主轴1、连接在轨迹运动主轴1下的行星运动主轴2、以及本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种轨迹曲面的在机测量方法，采用连续轨迹坐标磨床对零件的轨迹曲面(6)进行测量，所述连续轨迹坐标磨床包括轨迹运动主轴(1)、连接在轨迹运动主轴(1)下的行星运动主轴(2)、以及连接在行星运动主轴(2)下的砂轮(3)，其特征在于：所述在机测量方法包括以下步骤：/nA1、在行星运动主轴(2)上固定安装一个测量表(4)，所述测量表(4)包括百分表、千分表或万分表，校正所述测量表(4)位置，将其表针球面(41)用于与轨迹曲面(6)接触的测量点(42)位于轨迹运动主轴回转中心(11)与砂轮回转中心(31)的连线上，并位于砂轮(3)的磨削点(32)位置处；将零件在连续轨迹坐标磨床上定位校正好，使测量表(4)的测量点(42)与零件的轨迹曲面(6)接触；/nA2、利用连续轨迹坐标磨床的法线跟踪功能运行程序，控制轨迹运动主轴(1)运动，带动测量表(4)绕轨迹曲面(6)轮廓一周，根据测量表(4)读数确定轨迹曲面(6)实际轮廓与理论轮廓的误差值。/n

【技术特征摘要】
1.一种轨迹曲面的在机测量方法，采用连续轨迹坐标磨床对零件的轨迹曲面(6)进行测量，所述连续轨迹坐标磨床包括轨迹运动主轴(1)、连接在轨迹运动主轴(1)下的行星运动主轴(2)、以及连接在行星运动主轴(2)下的砂轮(3)，其特征在于：所述在机测量方法包括以下步骤：
A1、在行星运动主轴(2)上固定安装一个测量表(4)，所述测量表(4)包括百分表、千分表或万分表，校正所述测量表(4)位置，将其表针球面(41)用于与轨迹曲面(6)接触的测量点(42)位于轨迹运动主轴回转中心(11)与砂轮回转中心(31)的连线上，并位于砂轮(3)的磨削点(32)位置处；将零件在连续轨迹坐标磨床上定位校正好，使测量表(4)的测量点(42)与零件的轨迹曲面(6)接触；
A2、利用连续轨迹坐标磨床的法线跟踪功能运行程序，控制轨迹运动主轴(1)运动，带动测量表(4)绕轨迹曲面(6)轮廓一周，根据测量表(4)读数确定轨迹曲面(6)实际轮廓与理论轮廓的误差值。


2.根据权利要求1所述的在机测量方法，其特征在于：所述测量表(4)为杠杆式的。


3.根据权利要求1所述的在机测量方法，其特征在于：所述测量表(4)通过表架(5)连接在行星运动主轴(2)上。


4.根据权利要求1所述的在机测量方法，其特征在于：所述步骤A1中，所述测量点(42)位于砂轮(3)的磨削点(32)正...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹磊，陆琦华，毛荣魁，朱怡珺，吴炜，姜伟，李晓，李姚，孙元坤，
申请(专利权)人：上海烟草机械有限责任公司，
类型：发明
国别省市：上海;31