[发明专利]弱刚性磨杆磨削深孔的加工方法

说明书

一种弱刚性磨杆磨削深孔的加工方法，步骤为：S1开启机床安装工件和砂轮。S2进行砂轮圆周面修整并记录修整完成时机床X轴光栅坐标值X₁₁。S3将Z轴工作台移至Z向安全位Z₁。S4将X轴工作台移至X向安全位X₀。S5完成砂轮对刀，记录此时机床坐标(X₂,Z₂)。S6施加预压量Xa_p0。S7控制X轴工作台进给切深a_p，Z轴工作台运动至Z向坐标Z₀+Δb₂。S8控制机床X轴工作台进给切深a_p′，Z轴工作台运动至Z向坐标Z₀+L+Δb₁。S9重复步骤S7‑S8，往复磨削N次后进行砂轮圆周面修整，记录修整完成时机床X轴光栅坐标值记为X₁₂。S10将砂轮修整量X₁₂‑X₁₁补偿至X坐标，重复S7‑S8。S11重复S10至工件孔径达到尺寸要求。本发明显著提高了磨削效率，且避免安全事故的发生。

技术领域

本发明属于内圆精密磨削加工领域，涉及一种弱刚性磨杆磨削深孔的加工方法。

背景技术

大深径比零件广泛应用于火箭发动机筒体、起重器械作动器、飞机起落架等领域。其中，作动筒作为飞机起落架的关键零部件，其加工质量直接影响飞机起落架的使用性能，高性能的飞机起落架是飞机安全飞行的重要保障，为满足飞机起落架高性能的装配和使用要求，对该类大深径比作动筒零件提出了高质高效的加工要求。

目前，普通内孔磨削加工中工件内孔的深径比较小，加工用磨杆刚性好，磨削过程中砂轮让刀量小，因此加工时采用大切深，进给切深后驱动砂轮轴向进给至完全伸出工件内孔完成一次磨削加工，然后将砂轮快速退出工件内孔，并再次进给切深进行磨削加工，直至达到工件内孔尺寸精度要求，加工后工件内孔表面质量好且磨削效率高。而针对该类大深径比零件在普通深孔磨床进行磨削加工时，由于磨杆细长(长度≥1m，直径≤50mm)，刚性差，加工过程中砂轮让刀变形严重，在磨削力的扰动下，磨削系统极易发生振颤，造成加工过程失稳，严重时会导致零件报废或引发安全事故。为保障加工过程安全顺利进行，目前通常采用较小的切削深度a_p(1～5μm)，且由于加工过程中砂轮让刀严重，造成每次材料实际去除深度δ_i远小于a_p，随着磨削过程不断往复的进行，当理论径向总去除量为h＝n×a_p(n为进给次数)时，内孔实际径向总去除量H＝δ₁+δ₂+…+δ_i+…+δ_n，且H＜h，当内孔理论径向总去除深度与实际径向总去除深度的差值σ＝L-h累计到一定量时，磨削过程的理论切削深度也随之变成a_pi＝a_p+σ，往复进刀过程中，长磨杆上砂轮圆周面与工件内孔接触，当a_pi超过磨杆的加工极限时，磨杆受轴向力突然增大，从而引起磨杆振颤失稳，极易引发安全事故，为避免上述安全问题的发生，有经验的技术加工人员会根据加工经验，当进刀次数n到达一定量，或磨杆磨削过程声音发生异常时，停止磨削过程径向进刀，让砂轮在内孔进行往复光磨，将累计的未去除的材料通过光磨去除，从而继续进行正常进给和磨削加工，该过程十分繁杂，对技术人员要求高，且加工过程效率低，工人劳动强度大，零件精度保持性差，废品率高。为此急需发明或开发一种新的弱刚性磨杆磨削深孔的加工工艺，实现该类大深径比零件的精密高效加工，为航空航天用关键零部件的精密加工提供技术保障。

发明内容

本发明针对以上提出的加工效率低、加工过程稳定性差和易出现安全事故的问题，研究发明了一种弱刚性磨杆磨削深孔的加工方法。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：

弱刚性磨杆磨削深孔的加工方法，包括以下步骤：

S1、开启机床，安装工件和砂轮，确认机床工作状态及加工程序正常。