一种硬质合金弧面磨削方法、计算机程序和存储介质与流程

本发明涉及磨削加工，具体地说，涉及一种硬质合金弧面磨削方法。

背景技术：

1、目前对于硬质合金零件的加工仍然是以磨削方式为主，在实际加工过程中，除了对常规的内孔、外圆和倒角磨削外，往往还会出现倒弧面磨削加工。

2、目前磨削弧面r的工艺大多采用成形法，即将砂轮修整成与弧面契合的形状尺寸，采用切磨或靠磨方法接触工件直接成形，此种加工方式操作简单，成形砂轮的精度决定了产品的精度，在普通磨床上即可实施。由于此方法为切磨或靠磨加工，进刀量小，加工效率低；同时由于硬质合金材料硬度高，导致砂轮消耗快；此外，成形法磨削加工时，受砂轮磨削的工件也会对砂轮施加反作用力，砂轮会快速慢慢变成工件磨削前的形状，砂轮保持性较低。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是为了克服成形磨削法加工硬质合金材质工件的弧面时进刀量小、砂轮消耗快和砂轮保持性低的缺陷，提出一种硬质合金弧面磨削方法。

2、本发明通过下述技术方案解决上述问题：

3、本发明提供了一种硬质合金弧面磨削方法，通过旋转砂轮并沿圆弧轨迹进刀，对工件进行内切弧面磨削；

4、其中，所述砂轮具有用于对所述工件进行磨削的前缘，所述前缘为环状的内切弧槽；

5、所述内切弧槽的底弧半径r大于所述内切弧面的顶弧半径r，使得磨削时内切弧面的顶弧始终内切于内切弧槽的底弧。

6、工作原理及有益效果：通过旋转砂轮并沿圆弧轨迹进刀，对工件进行内切弧面磨削，且磨削时内切弧面的顶弧始终内切于内切弧槽的底弧，磨削时砂轮与工件的接触点即内切点是随磨削进程移动的，从上一个内切点移动到下一个内切点时，总是全新的未被磨损的有效磨粒加入磨削，这与成形法相比提高了砂轮的有效磨削面积，可以在磨削过程中保持较大的削吃刀量设置达到加快磨削速率的作用；其次，由于成形法是线接触或面接触，砂轮容易被硬质合金材质的工件反作用力磨削起沟槽，加大了对砂轮的修整和消耗，本发明提供的一种硬质合金弧面磨削方法沿圆弧轨迹进刀，工件和砂轮内切做点接触，砂轮受到工件反作用力小，磨削过程工件反作用不停修整砂轮，砂轮不易因磨削起沟槽和变形，砂轮的内切弧槽的底弧会被均匀修整而半径变大，但始终为圆弧，能够减少砂轮的修整次数和消耗，批量加工时只需要根据砂轮被消耗量设置好砂轮内切弧槽的底弧半径补偿参数、进给补偿参数、补偿值更新周期、寿命监控参数即可重复对多件工件进行加工而无需拆卸砂轮重新修整，能够延长砂轮使用寿命节约成本。

7、根据本发明的一些实施例，所述内切弧面的顶弧为四分之一圆弧。

8、根据本发明的一些实施例，所述内切弧槽的底弧为四分之一圆弧。

9、根据本发明的一些实施例，所述圆弧轨迹为四分之一圆弧。

10、根据本发明的一些实施例，所述砂轮的前端面与外圆周面相互垂直。

11、根据本发明的一些实施例，所述圆弧轨迹通过以下方法规划：

12、a.以所述砂轮的前端面和外圆侧面交界线在机床坐标系xoy平面上的交点为刀位点o，在机床坐标系xoy平面上获取所述内切弧槽的底弧轮廓，作为磨削底弧ab，以所述磨削底弧ab与所述砂轮前端面交界点作为磨削起点a，以所述磨削底弧ab与所述砂轮外圆周面交界点作为所述磨削终点b；

13、b.在机床坐标系xoy平面上获取内切弧面的顶弧轮廓，作为工作顶弧cd，以所述工作顶弧cd的第一端点为加工起点c，以所述工作顶弧cd的第二端点为加工终点d；

14、c.移动所述砂轮使磨削起点a与加工起点c接触，获取此时所述刀位点o在机床坐标系中的坐标为编程原点坐标，以所述编程原点建立编程坐标系，完成对刀；

15、d.以所述磨削底弧ab和所述工作顶弧cd内切磨削时的接触点为点s，获取所述砂轮进给速度v、所述点s到所述砂轮中心轴线的距离rs、所述点s与机床坐标系x轴的夹角φ以及点s的线速度vs，并通过以下公式计算出磨削过程中所述点s在编程坐标系x轴及y轴中的位移：

16、e.通过以下公式获取所述砂轮的圆弧轨迹：

17、其中x0为编程原点在机床坐标系中的x轴坐标，y0为编程原点在机床坐标系中的y轴坐标。

18、工作原理：

19、即在进行磨削前，根据工件待加工的内切弧面的顶弧半径r，预先对砂轮进行修整，修整出底弧半径r的内切弧槽，确保底弧半径r>顶弧半径r；在磨削时，通过旋转砂轮并沿圆弧轨迹进刀，对工件进行内切弧面磨削。其中砂轮具有用于对工件进行磨削的前缘，前缘为环状的内切弧槽。内切弧槽的底弧半径r大于内切弧面的顶弧半径r，且使得磨削时内切弧面的顶弧始终内切于内切弧槽的底弧。圆弧轨迹通过规划实现，包括获取内切弧槽的底弧轮廓作为磨削底弧ab，获取内切弧面的顶弧轮廓作为工作顶弧cd，工作顶弧ab始终内切磨削底弧ab，可视作磨削时为点接触，且接触点为点s，并通过公式计算出磨削过程中所述点s在编程坐标系x轴及y轴中的位移，从而获取砂轮的圆弧轨迹点。

20、通过上述工作原理，与线接触或面接触进行磨削的成形法相比，具有以下有益效果：

21、砂轮和工件接触为点接触，砂轮的磨削底弧ab磨削出工件的工作顶弧cd过程中，工作顶弧cd时刻内切磨削底弧ab，内切点即磨削接触点为点s，点s在磨削底弧ab上的位置变化是由磨削起点a到磨削终点b，刚好对应从工作顶弧cd的工作起点c磨削到工作终点d；由于点s在磨削底弧ab上的位置随时间移动，则每次磨削底弧ab上的参与磨削的磨粒都是未被磨损的有效磨粒，与成形法相比砂轮的有效磨削面积增加了，可以在磨削过程中保持较大的削吃刀量设置达到加快磨削速率的作用。

22、其次，由于磨削过程中工作顶弧cd时刻内切磨削底弧ab，砂轮上点s处的受到工件的反作用力小不同时会对整个磨削底弧ab上的磨粒造成磨损，在磨削过程中点s位置由磨削底弧ab的磨削起点a到磨削终点b均匀移动，事实上起到类似修整的作用，砂轮不会被磨削起沟槽且不容易变形，磨削底弧ab会被均匀修整而半径变大，但始终为圆弧，能够减少砂轮的额外修整次数和消耗，批量加工时只需要根据砂轮被消耗量设置好砂轮内切弧槽的底弧半径补偿参数、进给补偿参数、补偿值更新周期、寿命监控参数即可重复对多件工件进行加工而无需拆卸砂轮重新修整，能够延长砂轮使用寿命节约成本。

23、本发明还提供了一种计算机程序，该程序能够运行在一台计算机上用于执行上述的一种硬质合金弧面磨削方法。

24、本发明还提供了一种计算机存储介质，存储有计算机程序代码，所述计算机程序代码用于可使得计算机执行上述的一种硬质合金弧面磨削方法。

技术特征：

1.一种硬质合金弧面磨削方法，其特征在于，通过旋转砂轮并沿圆弧轨迹进刀，对工件进行内切弧面磨削；

2.根据权利要求1所述的一种硬质合金弧面磨削方法，其特征在于，所述内切弧面的顶弧为四分之一圆弧。

3.根据权利要求1所述的一种硬质合金弧面磨削方法，其特征在于，所述内切弧槽的底弧为四分之一圆弧。

4.根据权利要求1所述的一种硬质合金弧面磨削方法，其特征在于，所述圆弧轨迹为四分之一圆弧。

5.根据权利要求1所述的一种硬质合金弧面磨削方法，其特征在于，所述砂轮的前端面与外圆周面相互垂直。

6.根据权利要求1至4中的任一项一种硬质合金弧面磨削方法，其特征在于，所述圆弧轨迹通过以下方法规划：

7.一种计算机程序，其特征在于：该程序能够运行在一台计算机上用于执行权利要求1-6中任一项所述的一种硬质合金弧面磨削方法。

8.一种计算机存储介质，其特征在于：存储有计算机程序代码，所述计算机程序代码用于可使得计算机执行如权利要求1-6中任一项所述的一种硬质合金弧面磨削方法。

技术总结本发明涉及磨削加工技术领域，公开了一种硬质合金弧面磨削方法，通过旋转砂轮并沿圆弧轨迹进刀，对工件进行内切弧面磨削；其中，所述砂轮具有用于对所述工件进行磨削的前缘，所述前缘为环状的内切弧槽；所述内切弧槽的底弧半径R大于所述内切弧面的顶弧半径r，使得磨削时内切弧面的顶弧始终内切于内切弧槽的底弧；本发明具有在磨削过程中保持较大的削吃刀量设置达到加快磨削速率、减少砂轮的修整次数和消耗和延长砂轮使用寿命节约成本的优点。技术研发人员：高建,叶茂,赵云受保护的技术使用者：自贡硬质合金有限责任公司技术研发日：技术公布日：2024/10/10