[发明专利]大深径比阶梯孔磨削加工方法

权利要求书

1.大深径比阶梯孔磨削加工方法，其特征在于，所述的加工方法包括以下步骤：

S1、测量被加工段内孔不同截面处的孔径：将加工孔段划分为n个等距截面，控制机床的X轴工作台和Z轴工作台进给，并测出各截面处的孔径D_i，从孔口至孔底处i＝1,2,…,n，将测量结果D_i依次写入数控系统R变量进行存储，对应R参数为R_i，其中i＝1,2,…,n；

S2、计算加工余量及当前内孔形状精度：根据内孔圆柱度加工要求，通过基本尺寸D₀和公差E要求，确定理论孔径上极限尺寸D_max＝D₀+ES，和下极限尺寸D_min＝D₀+EI，计算最小加工余量δ₁＝D_min-max(D_i)，最大加工余量δ₂＝D_max-min(D_i)，内孔形状精度Δ₁＝max(D_i)-min(D_i),其中max(D_i)为最大测量孔径，min(D_i)为最小测量孔径；

S3、判断内孔形状：根据测量结果R_i，对比R₁、R₂、…、R_n的大小，确定内孔形状：

如果内孔形状为中间孔径大，两端孔径小，即满足：R₁＜…＜R_i-1＜R_i＞R_i+1＞…＞R_n，则定为“腰鼓形”；

如果内孔形状为中间孔径小，两端孔径大，即满足：R₁＞…＞R_i-1＞R_i＜R_i+1＜…＜R_n，则定为“马鞍形”；

如果内孔形状为右端孔径小，左端孔径大，即满足：R₁＜…＜R_i-1＜R_i＜R_i+1＜…＜R_n，则定为“右锥形”；

如果内孔形状为左端孔径小，右端孔径大，即满足：R₁＞…＞R_i-1＞R_i＞R_i+1＞…＞R_n，则定为“左锥形”；

S4、确定磨削加工参数，以下所述Xs为磨杆安全使用时允许的最大预弯曲变形量：

当δ₁＞0.5mm，则采用粗加工参数，即磨杆预压量：切削深度20μm＜a_p≤50μm，砂轮往复磨削速度120mm/min≤F≤300mm/min；同时，若Δ₁＜E，孔底和孔口换向时设置停刀时间1s≤t₁、t₂≤5s；若Δ₁≥E，如果内孔呈“腰鼓形”，则孔底和孔口换向时设置停刀时间5s≤t₁、t₂≤12s，如果内孔呈“马鞍形”，则孔底和孔口换向时设置停刀时间t₁＝t₂＝0s，如果内孔呈“右锥形”，则孔底设置停刀时间t₁＝0s，孔口换向时设置停刀时间5s≤t₂≤15s，如果内孔呈“左锥形”，则孔底设置停刀时间5s≤t₁≤15s，孔口换向时设置停刀时间t₂＝0s；

当0.2mm＜δ₁≤0.5mm，则采用半精加工参数，即磨杆预压量：切削深度10μm＜a_p≤20μm，砂轮往复磨削速度180mm/min≤F≤300mm/min；同时，若Δ₁＜E时，孔底和孔口换向时设置停刀时间1s≤t₁、t₂≤5s；若Δ₁≥E时，如果内孔呈“腰鼓形”，则孔底和孔口换向时设置停刀时间5s≤t₁、t₂≤12s，如果内孔呈“马鞍形”，则孔底和孔口换向时设置停刀时间t₁＝t₂＝0s，如果内孔呈“右锥形”，则孔底停刀时间t₁＝0s，孔口换向时设置停刀时间5s≤t₂≤15s，如果内孔呈“左锥形”，则孔底设置停刀时间5s≤t₁≤15s，孔口换向时设置停刀时间t₂＝0s；

当0＜δ₁≤0.2mm，则采用精加工参数，即磨杆预压量：切削深度1μm＜a_p≤10μm，砂轮往复磨削速度180mm/min≤F≤300mm/min；同时，若Δ₁＜E时，孔底和孔口换向时设置停刀时间1s≤t₁、t₂≤5s；若Δ₁≥E时，如果内孔呈“腰鼓形”，则孔底和孔口换向时设置停刀时间3s≤t₁≤10s，3s≤t₂≤10s，如果内孔呈“马鞍形”，则孔底和孔口换向时设置停刀时间t₁＝t₂＝0s，如果内孔呈“右锥形”，则孔底设置停刀时间t₁＝0s，孔口换向时设置停刀时间3s≤t₂≤10s，如果内孔呈“左锥形”，则孔底设置停刀时间3s≤t₁≤10s，孔口换向时设置停刀时间t₂＝0s；

S5、精密高效磨削加工：根据上述确定的加工参数，控制机床Z轴工作台和X轴工作台移动至内孔，对内孔进行磨削，加工过程中砂轮往复磨削，且始终保证砂轮与工件的接触宽度其中，B为砂轮宽度；

S6、测量精密高效磨削后被加工段内孔不同截面处的孔径，将测量结果D_i依次写入数控系统R变量进行存储，计算出最小加工余量δ₁和最大加工余量δ₂及内孔形状精度Δ₁；

S7、判断不等式EI-ES≤δ₁≤0和0≤δ₂≤ES-EI是否成立，是，执行步骤S8，否，执行步骤S3；

S8、完成加工。