[发明专利]一种外圆磨自适应高效率大磨削量纵磨方法

说明书

本发明公开了一种外圆磨自适应高效率大磨削量纵磨方法，该方法在外圆磨工作台上安装一个径向量仪测量装置M，可以实时测量工件W的Q部位外径；该方法首先建立纵磨过程中有效进刀量x与工件外径变化量d关系模型x＝f(d)，然后，在实际每一趟纵磨过程中，检测工件外径变化量d_i，根据关系模型x＝f(d)计算当前有效进刀量x_c的大小，并在下一趟纵磨前，自适应地把有效进刀量调整增加到最大允许值x_max。从而保证在每一趟纵磨过程中，砂轮对工件的有效进刀量都保持在最大允许值x_max，从而既符合工艺要求，也保证了加工安全，也实现了磨削去除效率最大化。

技术领域

本发明涉及一种外圆磨自适应高效率大磨削量纵磨方法，属于磨削加工技术领域。

背景技术

一些圆柱型棒料，如大型液压油缸活塞杆，长度1米以上，外径10～25厘米，需要在外圆磨床上通过纵磨的方式，快速去除1毫米左右的余量。由于外圆磨加工工艺的限制，砂轮每次沿X方向的进刀量有一定限制，例如不能超过0.3毫米，否则会造成工件变形，或砂轮碎裂等问题。

如果砂轮每次在工件一端沿X方向进刀0.3毫米，纵磨移动到工件另一端后，工件可能只去除了0.2毫米，还剩0.1毫米没有去除。此时如果再进刀0.3毫米，则下一趟纵磨砂轮相对于工件来说，相当于进刀0.4毫米，这会造成砂轮对工件磨削压力太大，磨削火花太大，如果每一趟纵磨砂轮都进刀0.3毫米，砂轮相对工件则会累积更多的进刀量，造成工件磨削压力和磨削火花的进一步增大，造成工件变形、烧伤、乃至砂轮破裂发生事故。

如果砂轮每次在工件一端沿X方向进刀0.3毫米后，砂轮沿Z轴方向左右往返多次对工件进行纵磨，直到火花较小后，再沿X方向进刀，则会增加加工时间，降低磨削效率。

因此，需要在砂轮对工件完成一趟纵磨后，及时判断工件外径被磨去多少？砂轮还能进刀多少？从而，及时增加X方向进刀量，尽量保证砂轮相对工件有0.3毫米的有效进刀量，在确保安全和满足加工工艺要求的情况下，提高磨削加工效率。

发明内容

为解决上述问题，本发明公开了一种外圆磨自适应高效率大磨削量纵磨方法，该方法装置示意图如图1所示，工件W和径向量仪M安装在工作台上，随工作台沿Z轴左右移动。砂轮安装在砂轮架上，沿X轴逼近或远离工件，工作台左右移动时，砂轮相对工件沿Z轴方向左右移动对工件进行纵磨。径向量仪M测头伸出时可以对工件W的Q部位外径进行测量，测量结果可以传送到数控系统。

如图2所示，当砂轮轻触工件表面，沿Z方向左右移动，砂轮与工件之间火花轻微且均匀。在图2基础上，令砂轮沿X方向进刀x₀，得到图3。将图3局部放大，得到图4。

在图4中，L₀代表图2中砂轮首先与工件表面L₀轻微接触，沿Z轴方向左右移动时，砂轮与工件表面之间火花轻微且均匀。此时，砂轮沿Z轴移动到工件一端，如图3所示，沿X轴方向进刀x₀，即砂轮表面进刀到图4的L_n位置，砂轮由轻触工件表面位置L₀沿X方向进刀到L_n位置，所进刀的距离x₀＝L₀L_n定义为有效进刀量。

砂轮在工件一端沿X轴完成有效进刀量x₀后，即开始沿Z轴向工件另一端移动，进行一趟纵磨。在实际纵磨过程中，由于砂轮与工件之间存在形变，一趟纵磨后，工件并不能被磨削到L_n位置，而只能被磨削到L₁位置。即在第1趟纵磨过程中，有效进刀量为x₁＝x₀＝L₀L_n，工件外径变化为d₁＝L₀L₁。