[发明专利]一种基于840D的缓进磨在线修整加工方法

说明书

技术领域

本方法主要针对在缓进磨加工领域中，如何通过对数控系统的二次开发，将特有结构的缓进磨加工，根据加工工艺特点，实现在线连续修整加工方法。进而提高设备的连续加工效率与加工质量。

背景技术

在磨削领域，缓进磨加工做为成型磨削的一种，缓进磨有其独有的特点和优势。尤其在燃气轮机的定子与转子叶片磨削方面，由于整个零件一般采用定向结晶铸造工艺精密浇铸而成，毛坯加工余量最高可达8～10毫米以上。同时，其材质一般为高温合金，其机加性能较差，所以加工难度也较大。加之，缓进磨削采用大的磨削切深，磨削接触长度大、磨削型面复杂多变、冷热条件恶劣，易在表面产生烧伤，甚至出现工件烧伤裂纹。因此，如何制定一套合理的、高效的磨削方法成为缓进磨加工中的重要环节。

现有技术中，对于飞机发动机叶片榫齿的缓进磨加工，其大部分设备加工工艺为加工和修整为分离的两个阶段，即每加工完零件一次后，再对砂轮进行修整。其整体效率相对低，加工速度慢。对于加工尺寸精确度低，尤其是大磨削量且磨削长度较长的零件，比如飞机发动机转子叶片榫齿的齿冠加工，此种情况体现尤为明显。

在加工时，喷水不跟踪砂轮的磨削部位，或者喷水位置需要人工调整，这种调整方式由于喷水位置不能够完全直接喷射到加工结合部位，对热量的传导效果，大大折扣，容易造成零件的烧伤。

当今，国内外很多生产缓进磨设备的厂商，已经大范围推广缓进磨设备。例如：厄尔布（ELB）公司、梅格勒（Maegerle）公司等。但由于不同产品的差异较大，一台缓进磨很难满足多种类产品的加工需求。为此，我们设计一套在可二次开发的数控系统的缓进磨上，研究可连续在线修整的加工方法。并对其中的系统工艺设计与实现的方法做深入研究。

发明内容

本发明针对现有的一台840D系统的缓进磨床，通过对系统的二次开发和在线连续修整的加工工艺方法研究，得出一套较为通用的缓进磨控制与使用方法。该方法主要解决缓进磨在加工中进一步提升加工质量与加工效率的关键问题。

本发明所采用的技术方案如下：一种基于840D的缓进磨在线修整加工方法，包括以下步骤：

在砂轮对零件进行磨削的过程中，砂轮修整器实时调整自身位置对砂轮进行实时修整，被修整的砂轮根据零件的材质和磨削厚度实时调整自身的磨削高度，同时，砂轮根据自身的半径变化实时调整其角速度以保证恒定线速度的加工；在磨削的同时，用于降低磨削产生热量的喷水头位置也根据磨削高度的变化实时进行调整。

所述砂轮修整器实时调整位置对砂轮进行实时修整具体为：V轴的伺服电机根据砂轮半径修整量设定值控制砂轮修整器相对于砂轮移动。

所述根据零件的材质和磨削厚度实时调整砂轮的磨削高度通过以下公式得到：

Y=γ*R24*X/tanα

其中，R24为磨削厚度的比例系数，γ为磨削材料的影响系数，X为磨削长度，Y为磨削高度变化量，tanα为砂轮半径修整量设定值与磨削长度的商。

砂轮根据自身的半径变化实时调整其角速度通过以下公式得到：

R25=60000*R35（或R36）/(2*3.14*R37)

其中，R25为砂轮旋转角速度，R35为粗加工的线速度，R36为精加工线速度，当前砂轮剩余半径R37=磨削前的砂轮初始半径-修整器的当前V轴位置值。

所述喷水头位置也根据磨削高度的变化实时进行调整具体为：喷水跟踪伺服电机控制两个喷水头的喷嘴高度分别位于砂轮的上端和下端，两个喷嘴的高度差等于当前砂轮剩余直径R37。

本发明具有以下有益效果及优点：

1.本发明中，在线连续修整加工时，被修整的砂轮根据修整量的变化，时调整砂轮的磨削高度，确保磨削平面的尺寸稳定。使加工与修整工作同时进行，确保砂轮的形状与锐度，始终处于最佳状态。对磨削出的零件表面光洁度与尺寸都提供了较高的保障。

2.同时，砂轮可根据自身的半径变化实时调整其角速度以保证恒定线速度的加工，这也对加工零件的表面光洁度进一步提供了保证。

3.在磨削的同时，喷水头位置也根据磨削高度的变化实时进行，能够使冷却水最大限度的提高热传导效率，并根据磨削量的不同，调整喷水压力等级，确保最佳冷却位置与冷却效果。这样，可最大限度避免加工中的烧伤情况发生。

附图说明

图1本发明的加工部分结构图；

图2在线连续修整算法数学模型图；

图3在线连续修整示意图；

图4在线连续修整加工方法流程图；

具体设计实现方式