【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于抛光，具体涉及一种用于零件狭长内孔表面的绳式抛光方法。
技术介绍
1、随着现代科学技术的飞速发展，机械加工中的零件对表面质量的要求越来越高。磨抛加工技术对产品的最终加工质量、零件的使用性能、零件的加工成本和企业的经济效益都有着重要的影响。近些年由于零件表面存在磨削烧伤、孔隙等其他原因，零件在使用中，发生过多起关键部位零件的断裂事故。磨抛加工技术越来越受广泛的重视，人们希望通过控制零件表面质量提高零件的质量以减少安全事故等的发生。目前常用的各种抛光方法均有其无法避免的缺陷，尤其对于具有狭长内孔特征的金属/非金属零件的抛光更为困难。如：喷砂和机床磨削、激光抛光等工艺对于复杂狭长曲面结构加工可达性较差；电化学抛光工艺易造成局部腐蚀，且该工艺对工件内表面抛光效果较差；磨粒流加工技术虽然具有较高的可达性，但是该技术容易对工件边缘过度抛光进而影响工件使用寿命，且不适用于薄壁低刚度结构件内表面抛光。目前零件仍然有部分材料因为各种原因依然采用手工抛光，但是手工抛光的质量严重依赖于操作者的经验水平，且一致性较差，人力、时间成本高，并且抛光过程中产生易产生有毒有害粉尘，危害人体健康。综上，亟需突破面向具有狭长内孔特征的零件抛光技术装备及工艺。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是解决上述问题，提供一种安全性和可靠性高，能克服现有抛光技术装备及抛光工艺对内孔表面加工的可达性较差、易造成工件表面损伤破坏、抛光效率较低等缺点的用于零件狭长内孔表面的绳式抛光方法。
2、为解决上述技术
3、s1、获取待抛光件；
4、s2、获取待抛光面/孔的尺寸及待抛光件的其它信息，制作抛光绳、设定抛光机参数和选择抛光液；
5、s3、安装抛光绳、固定工件、写入抛光控制程序；
6、s4、抛光机器根据控制程序进行抛光，抛光过程采用两步法进行抛光，第一步控制抛光绳对工件表面进行低速高进给量的粗抛加工，快速使工件表面粗糙度降为原来的五分之一，待粗抛完成后，第二步控制抛光绳对工件表面进行高速低进给量的精细抛光，使工件表面粗糙度满足应用指标要求；
7、s5、检查抛光是否达到应有效果，如果“是”就结束，否则重新进行抛光。
8、进一步地，所述步骤s2中制造抛光绳包括以下步骤：
9、s201、根据待抛光面/孔的尺寸确定抛光材料的厚度及长度，制作合适直径的抛光绳；
10、s202、根据待抛光件的材料选择合适的抛光液种类；
11、s203、制造抛光绳。
12、进一步地，所述步骤s2中定抛光机参数包括以下步骤：
13、s211、根据待抛件的尺寸选择合适的夹具；
14、s212、根据3d模型快速生成运动路径；
15、运动路径生成步骤：首先通过逆向建模或已有工件的3d模型获取待抛孔的形貌特征；并以3d模型为基础进行内孔曲面微分几何参数的计算，根据内孔曲面平均曲率及主曲率的大小及分布对内孔曲面进行了分片规划，根据抛光绳有效磨削轮廓及加工带宽，确定与工件不同片区进给量及抛光转速；通过设置内孔横截面上磨抛触点作为控制顶点,并根据内孔曲面轮廓及抛光绳直径拟合出磨抛轨迹曲线；
16、s213、根据抛光绳对平面工件不同工况下材料去除速率和表面质量，建立待抛工件材质的平坦化材料去除数学模型，选取两步法中精抛和粗抛的合适的抛光速度、进给量、工件移动速度。
17、进一步地，所述步骤s3中安装抛光绳包括以下步骤：
18、s301、将抛光绳两端绳伸入抛光绳固定头孔中，通过在抛光绳固定头侧面的2对螺纹孔旋入螺柱夹紧，夹紧时需要保证抛光绳处于中心位置。
19、s302、将两端的抛光绳固定头旋入对应连接轴中，旋入时保证抛光绳具有一定的张紧力。
20、s303、调整抛光绳，使得抛光绳水平。
21、s304、旋转防松螺母，使得防松螺母与抛光绳固定头对拼。
22、进一步地，所述步骤s3中固定工件包括以下步骤：
23、s311、将工件放入指定位置，对齐安装位置，通过2个卧式夹具夹紧。
24、s312、通过调整定位螺栓，使得工件参考面处于水平位置。
25、进一步地，所述步骤s2中选择抛光液按照需求及具体情况，可采用化学机械抛光液、机械研磨等。一般情况下，在粗抛时采用机械研磨，精抛加工时采用机械化学抛光。包括以下步骤：
26、采用化学机械抛光液时：
27、s221、选取合适的ph值、氧化剂和络合剂；
28、s222、根据需求选择合适的磨粒尺寸及浓度。
29、采用机械研磨时：根据需求选择合适的磨粒尺寸及浓度。
30、进一步地，所述步骤s2中获取待抛光面/孔的尺寸及待抛光件的其它信息，将待抛工件的待抛区域分为数个区域，获取工件的材料参数及性能。
31、进一步地，所述步骤s2中抛光绳的对应材质、长度和直径根据待抛光区域的孔径/面的曲面特征进行选取。
32、进一步地，所述步骤s3中的抛光控制程序为：自动对刀，抛光绳回到初始磨抛触点，根据内孔曲面轮廓及抛光绳直径拟合出抛光绳磨抛轨迹曲线，控制各轴的运动使得工件按照规划路径运动。运动路径包括抛光时的随形运动路径及工件以抛光绳轴向方向运动的路径，抛光时的随形运动路径由内孔曲面微分几何参数计算结果，抛光绳有效磨削轮廓及加工带宽，抛光绳直径及抛光所需深度确定。
33、进一步地，所述步骤s4中的抛光过程分为粗抛及精抛。
34、进一步地，所述步骤s3中抛光控制程序根据抛光深度，材料去除速率确定抛光的工件移动速度及进给量，保证抛光后工件达到所需的表面质量。
35、进一步地，所述步骤s3中根据所期望的抛光参数和加工路径编写抛光程序，抛光机器基于程序对工件进行自动抛光。
36、进一步地，所述步骤s3中编写运动路径时，需控制抛光绳与被加工面之间的接触间隙，以获得最佳的抛光效果。
37、进一步地，所述步骤s3中抛光绳两端伺服电机转速相同方向相反。
38、进一步地，所述步骤s4中的抛光，可以主动控制抛光绳和工件之间的力相互作用，通过固定抛光绳与工件间的接触间隙或者采用铁磁性材质的抛光绳，利用外加磁场调控抛光绳与工件相互接触力；也可以通过引入外加电场促进工件与抛光液之间的化学作用，增强抛光绳/磨粒对工件表面反应层的磨削作用，以上两种方案为该抛光方法关键特征提高抛光效率和抛光后工件表面质量可能的优化途径，除此之外也可以添加一切有利于提高抛光效果及抛光效率的方式；工件和抛光绳运动方式可以有多种替代方案，如工件固定，抛光绳进行多自由度移动，或者工件和抛光绳同时多自由度移动。
39、本专利技术的有益效果是：
40、1、本专利技术所提供的是一种用于零件狭长内孔表面的绳式抛光方法，通过本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于零件狭长内孔表面的绳式抛光方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种用于零件狭长内孔表面的绳式抛光方法，其特征在于，所述步骤S3中安装抛光绳包括以下步骤：
3.根据权利要求1所述的一种用于零件狭长内孔表面的绳式抛光方法，其特征在于，所述步骤S3中固定工件包括以下步骤：
4.根据权利要求1所述的一种用于零件狭长内孔表面的绳式抛光方法，其特征在于，所述步骤S2中制造抛光绳包括以下步骤：
5.根据权利要求1所述的一种用于零件狭长内孔表面的绳式抛光方法，其特征在于，所述步骤S2中定抛光机参数包括以下步骤：
6.根据权利要求1所述的一种用于零件狭长内孔表面的绳式抛光方法，其特征在于，所述步骤S2中选择抛光液按照需求及具体情况，可采用化学机械抛光液、机械研磨；一般情况下，在粗抛时采用机械研磨，精抛加工时采用机械化学抛光；
7.根据权利要求1所述的一种用于零件狭长内孔表面的绳式抛光方法，其特征在于，所述步骤S2中获取待抛光面/孔的尺寸及待抛光件的其它信息，将待抛工件的待抛区域分为数个区域，获
8.根据权利要求1所述的一种用于零件狭长内孔表面的绳式抛光方法，其特征在于，所述步骤S3中的抛光控制程序为：自动对刀，抛光绳回到初始磨抛触点，根据内孔曲面轮廓及抛光绳直径拟合出抛光绳磨抛轨迹曲线，控制各轴的运动使得工件按照规划路径运动；运动路径包括抛光时的随形运动路径及工件以抛光绳轴向方向运动的路径，抛光时的随形运动路径由内孔曲面微分几何参数计算结果，抛光绳有效磨削轮廓及加工带宽，抛光绳直径及抛光所需深度确定。
9.根据权利要求1所述的一种用于零件狭长内孔表面的绳式抛光方法，其特征在于，所述步骤S3中抛光控制程序根据抛光深度，材料去除速率确定抛光的工件移动速度及进给量，保证抛光后工件达到所需的表面质量；所述步骤S3中根据所期望的抛光参数和加工路径编写抛光程序，抛光机器基于程序对工件进行自动抛光；所述步骤S3中编写运动路径时，需控制抛光绳与被加工面之间的接触间隙，以获得最佳的抛光效果；所述步骤S3中抛光绳两端伺服电机转速相同方向相反。
10.根据权利要求1所述的一种用于零件狭长内孔表面的绳式抛光方法，其特征在于，所述步骤S4中的抛光，可以主动控制抛光绳和工件之间的力相互作用，通过固定抛光绳与工件间的接触间隙或者采用铁磁性材质的抛光绳，利用外加磁场调控抛光绳与工件相互接触力；也可以通过引入外加电场促进工件与抛光液之间的化学作用，增强抛光绳/磨粒对工件表面反应层的磨削作用，以上两种方案为该抛光方法关键特征提高抛光效率和抛光后工件表面质量可能的优化途径，除此之外也可以添加一切有利于提高抛光效果及抛光效率的方式；工件和抛光绳运动方式可以有多种替代方案，如工件固定，抛光绳进行多自由度移动，或者工件和抛光绳同时多自由度移动。
...【技术特征摘要】
1.一种用于零件狭长内孔表面的绳式抛光方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种用于零件狭长内孔表面的绳式抛光方法，其特征在于，所述步骤s3中安装抛光绳包括以下步骤：
3.根据权利要求1所述的一种用于零件狭长内孔表面的绳式抛光方法，其特征在于，所述步骤s3中固定工件包括以下步骤：
4.根据权利要求1所述的一种用于零件狭长内孔表面的绳式抛光方法，其特征在于，所述步骤s2中制造抛光绳包括以下步骤：
5.根据权利要求1所述的一种用于零件狭长内孔表面的绳式抛光方法，其特征在于，所述步骤s2中定抛光机参数包括以下步骤：
6.根据权利要求1所述的一种用于零件狭长内孔表面的绳式抛光方法，其特征在于，所述步骤s2中选择抛光液按照需求及具体情况，可采用化学机械抛光液、机械研磨；一般情况下，在粗抛时采用机械研磨，精抛加工时采用机械化学抛光；
7.根据权利要求1所述的一种用于零件狭长内孔表面的绳式抛光方法，其特征在于，所述步骤s2中获取待抛光面/孔的尺寸及待抛光件的其它信息，将待抛工件的待抛区域分为数个区域，获取工件的材料参数及性能；步骤s2中抛光绳的对应材质、长度和直径根据待抛光区域的孔径/面的曲面特征进行选取。
8.根据权利要求1所述的一种用于零件狭长内孔表面的绳式抛光方法，其特征在于，所述步骤s3中的抛光控制程序为：自动对刀，抛光绳回到初始磨抛触点，根据内孔曲面轮廓及抛光绳直径拟...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈磊，党社会，韩艳君，吴庆果，张海阳，杨铸，冀占宇，徐可可，钱林茂，
申请(专利权)人：西南交通大学，
类型：发明
国别省市：
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