[发明专利]摆动式偏心内圆联动磨削方法

说明书

本发明涉及一种摆动式偏心内圆联动磨削方法，其以工件旋转机构带动工件绕C轴摆动，在工件摆动的同时，以磨具进给机构带动磨具在偏心内圆孔内的X轴方向上往复移动，使磨具相对于工件的磨削轨迹为相应偏心内圆的内圆磨削轨迹，直至磨削出所需的偏心内圆，在工件绕C轴的一个摆动周期中，磨具在偏心内圆孔优选沿同一周向移动方向磨削内圆孔一周，所述工件旋转机构优选采用力矩电机驱动并设有用于采集实时旋转角度数据的角度光栅尺，所述磨具进给机构采用直线电机驱动，其导轨优选采用静压导轨。采用这种加工方法无需对偏心内圆设计和制备专用的偏心卡具，加工耗时短，效率高，磨床占用量小，且有利于提高工件的加工精度。

技术领域

本发明涉及一种摆动式偏心内圆联动磨削方法，属机械加工技术领域。

背景技术

偏心内圆工件上通常设有多个偏心内圆，例如RV减速器的行星支架有3个偏心内圆，现有技术下，磨削加工内圆的方式是以工件旋转机构(例如头架和卡盘等)带动工件绕所要加工的内圆中心(中心轴线)旋转，同时以磨具进给机构(例如工作台和砂轮架等)带动磨具在偏心内圆孔(可预加工形成，也可磨削而成)内沿内圆的径向(可称为X轴方向)移动，并可以依据工艺要求做轴向移动以进行所需的轴向磨削或者不做轴向磨削，由此使得磨具相对于工件在轴向投影面上的磨削轨迹为逐渐扩展的圆形轨迹(可称为该偏心内圆的内圆磨削轨迹)，直至达到设定的内圆磨削内径，由于偏心内圆的中心轴线与工件旋转机构的旋转中心轴线(可称为C轴，或简称为工件中心)不重叠，需要针对所加工的偏心内圆制备专门的夹具(可称为偏心卡具)，借助偏心卡具使偏心内圆的中心轴线恰好位于工件旋转机构的旋转中心轴线上，工件旋转机构带动工件绕所要加工的偏心内圆中心(指中心轴线)旋转，磨具在X轴方向上做进给插补即可完成工件加工。这种偏心内圆的磨削加工方法具有明显的缺陷：由于需要对每个偏心内圆制备一套专用的偏心卡具，导致较高的工装成本；基于作业上的便利，一套偏心卡具安装在一个磨床上，每个偏心内圆都要配备一台带有相应偏心卡具的磨床，设备的投资大，占地面积大，对厂房的投入高；由于加工过程中工件需多次装夹定位，存在多次定位的误差；当加工不同品种的工件时，需更换偏心夹头；当工件更新升级时，需要重新设计制造偏心夹具，费用高并花费大量的机床调整时间；另外专用卡具本身的精度限制也影响了工件的加工精度。由此，导致产品的加工精度低，加工效率低，且辅助时间长，设备和场地投资大。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种摆动式偏心内圆联动磨削方法，采用这种加工方法无需对偏心内圆设计和制备专用的偏心卡具，加工耗时短，效率高，磨床占用量小，且有利于提高工件的加工精度。

本发明的技术方案是：一种摆动式偏心内圆联动磨削方法，其以工件旋转机构带动工件绕C轴摆动，在工件摆动的同时，以磨具进给机构带动磨具在偏心内圆孔内的X轴方向上往复移动，使磨具相对于工件的磨削轨迹为相应偏心内圆的内圆磨削轨迹，直至磨削出所需的偏心内圆。

可以依据下列方式(控制模型)确定工件旋转角度与磨具移动距离之间的关系：

其中，R为所加工的偏心内圆中心与实时磨削点之间的间距，即实时磨削的偏心内圆孔半径，r为磨具的半径，L为偏心内圆中心与旋转中心(工件旋转中心或工件旋转机构的旋转中心，即C轴位置)之间的间距，α为工件的实时摆动角度(偏心内圆中心与旋转中心之间的连线相对于X轴方向的角度)，X_左为磨具磨削偏心内圆孔的左侧时与旋转中心之间的距离，X_右为磨具磨削偏心内圆孔的右侧时与旋转中心之间的距离。

在工件绕C轴的一个摆动周期中，磨具优选在偏心内圆孔沿同一周向移动方向磨削内圆孔一周，磨具相对于偏心内圆孔的周向移动方向不变，以避免换向误差。

可以通过工件绕C轴摆动速度和磨具在偏心内圆孔内的X轴方向上移动速度的配合等适宜方式实现恒线速度磨削，以避免因线速度(磨具与工件相互接触的磨削部位之间的相对移动速度)不恒定导致的不同部位磨削量差异。