一種用于葉輪輪轂榫槽加工的磨削加工方法
【專利摘要】一種用于葉輪輪轂榫槽加工的磨削加工方法，步驟如下：1、根據(jù)機(jī)床的結(jié)構(gòu)類型和葉輪輪轂榫槽的結(jié)構(gòu)形式、尺寸，確定葉輪輪轂的安裝方式和在機(jī)床工作臺上的安裝位置；2、選擇榫槽的磨削加工方式，并確定杯形砂輪內(nèi)、外徑尺寸、沿軸向的高度及外沿磨削工作部分的形狀和尺寸，保證杯形砂輪在磨削榫槽的過程中避免與葉輪輪轂的其它榫齒及輪轂特征發(fā)生干涉；3、選取適合榫槽磨削加工的數(shù)控機(jī)床運(yùn)動方式進(jìn)行數(shù)控磨削加工程序編制，通過數(shù)控程序控制杯形砂輪的運(yùn)動路徑，從而形成砂輪對榫槽的磨削加工運(yùn)動軌跡；4、杯形砂輪在數(shù)控機(jī)床主軸的驅(qū)動下旋轉(zhuǎn)，并按照數(shù)控加工程序設(shè)定的運(yùn)動軌跡和選擇的榫槽磨削加工方式，完成葉輪輪轂榫槽的磨削加工。
【專利說明】一種用于葉輪輪轂榫槽加工的磨削加工方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明提供一種用于葉輪輪轂榫槽加工的磨削加工方法，它涉及一種利用杯形砂輪進(jìn)行葉輪輪轂榫槽磨削加工的方法，尤其涉及一種利用數(shù)控機(jī)床的多軸聯(lián)動驅(qū)動較大直徑杯形砂輪進(jìn)行葉輪輪轂榫槽磨削加工的工藝方法，屬于葉輪加工【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002]目前，葉輪輪轂榫槽一般采用成形銑削加工、拉削加工以及能夠放入榫槽內(nèi)的小直徑成形砂輪進(jìn)行榫槽的成形磨削加工等工藝方法，也有采用成形電解加工方法完成葉輪輪轂榫槽的加工制造。
[0003]上述加工方法至少存在以下缺點(diǎn):
[0004]葉輪輪轂榫槽的尺寸較小，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，采用成形銑削加工時刀具的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，高精度的刃磨非常困難。同時，銑刀的長徑比大，剛性較差，輪轂材料的切削性能較差，刀具銑削加工時磨損嚴(yán)重、使用壽命較短，加工精度及其一致性難以保證，加工成本高；采用拉削加工時，拉刀的研制周期長，刃磨困難，拉床的成本高，導(dǎo)致拉削加工工藝在榫槽加工中應(yīng)用的靈活性差，新型號輪轂產(chǎn)品的研制周期很長；小直徑成形砂輪進(jìn)行榫槽成形磨削加工時，砂輪的直徑較小，長徑比大，導(dǎo)致砂輪的線速度很難達(dá)到較佳的范圍，而且剛性較差，砂輪磨損較快，磨削精度不易保證。同時，小直徑成形砂輪的制造難度較大，砂輪成本高；輪轂榫槽的電解加工精度較低，成形電極的設(shè)計困難，不能滿足輪轂榫槽最終高精度的需求，且電解設(shè)備昂貴，污染較大，工藝靈活性差，也不利于葉輪新產(chǎn)品的快速研制。
[0005]目的:本發(fā)明的目的是提供一種用于葉輪輪轂榫槽加工的磨削加工方法，根據(jù)葉輪輪轂及榫槽的特點(diǎn)，設(shè)計杯形砂輪的結(jié)構(gòu)尺寸，使之能夠利用杯形砂輪中空的部分避免與葉輪輪轂的其它榫齒及其它輪轂特征發(fā)生干涉，從而完成葉輪輪轂榫槽的磨削加工。此方法是實(shí)現(xiàn)葉輪輪轂榫槽高精度、低成本、快速靈活加工的一種可靠工藝方法。
[0006]技術(shù)方案:
[0007]本發(fā)明一種用于葉輪輪轂榫槽加工的磨削加工方法，其包括以下步驟:
[0008]S1:根據(jù)機(jī)床的結(jié)構(gòu)類型和葉輪輪轂榫槽的結(jié)構(gòu)形式、尺寸，確定葉輪輪轂的安裝方式和葉輪輪轂在機(jī)床工作臺上的安裝位置，葉輪輪轂通過中間軸或中間安裝孔安裝在數(shù)控機(jī)床上，最好保證葉輪輪轂與數(shù)控機(jī)床的回轉(zhuǎn)運(yùn)動軸重合，以方便葉輪輪轂榫槽的加工；
[0009]S2:根據(jù)葉輪輪轂榫槽的結(jié)構(gòu)形式、尺寸、數(shù)控機(jī)床的運(yùn)動方式，選擇榫槽的磨削加工方式，并確定杯形砂輪內(nèi)徑尺寸、外徑尺寸、沿軸向的高度以及外沿磨削工作部分的形狀和尺寸，保證杯形砂輪在磨削榫槽的過程中能夠利用杯形砂輪中空的部分避免與葉輪輪轂的其它榫齒及其它輪轂特征發(fā)生干涉；
[0010]S3:選取適合葉輪輪轂榫槽磨削加工的數(shù)控機(jī)床運(yùn)動方式進(jìn)行數(shù)控磨削加工程序編制，通過數(shù)控程序控制杯形砂輪的運(yùn)動路徑，從而形成砂輪對葉輪輪轂榫槽的磨削加工運(yùn)動軌跡；
[0011]S4:杯形砂輪在數(shù)控機(jī)床主軸的驅(qū)動下旋轉(zhuǎn)，并按照數(shù)控加工程序設(shè)定的運(yùn)動軌跡和選擇的榫槽磨削加工方式，完成葉輪輪轂榫槽的磨削加工。
[0012]其中，在步驟S1、S2、S3、S4中所述的“數(shù)控機(jī)床”至少有I個旋轉(zhuǎn)運(yùn)動軸；
[0013]其中，在步驟S2、S4中所述的“選擇榫槽的磨削加工方式”可以是利用杯形砂輪的外沿磨削部分直接形成對榫槽的成形磨削加工，也可以是通過數(shù)控加工程序驅(qū)動砂輪形成對榫槽的包絡(luò)磨削加工。
[0014]有益效果
[0015]本發(fā)明提供的一種用于葉輪輪轂榫槽加工的磨削加工方法，通過較大直徑的杯形砂輪進(jìn)行包絡(luò)或仿形磨削加工可以大幅度降低對主軸最高轉(zhuǎn)速的要求，并提高砂輪的剛性，減小加工過程中工藝系統(tǒng)振動對榫槽加工精度的影響，同時，砂輪的直徑變大，增大了砂輪參與磨削加工的有效面積，提高了砂輪的精度保持性，更有利于提高榫槽的磨削加工精度，為葉輪輪轂榫槽的精密加工提供了一條更為行之有效且靈活可靠的加工工藝方法。

【專利附圖】

【附圖說明】
:
[0016]圖1是葉輪輪轂榫槽的杯形砂輪磨削方法示意圖
[0017]圖2是葉輪輪轂榫槽的杯形砂輪包絡(luò)磨削方法局部示意圖
[0018]圖3是葉輪輪轂榫槽的杯形砂輪仿形磨削方法局部示意圖
[0019]圖4是本發(fā)明所述方法流程圖
[0020]圖中標(biāo)記說明如下:
[0021]1:砂輪；2:砂輪外沿磨削工作部分；3:榫槽；4:榫齒；5:葉輪輪轂【具體實(shí)施方式】:
[0022]本發(fā)明是利用杯形砂輪對葉輪輪轂榫槽進(jìn)行磨削加工的一種工藝方法，根據(jù)葉輪輪轂及榫槽的特點(diǎn)，設(shè)計杯形砂輪的結(jié)構(gòu)尺寸，使之能夠利用杯形砂輪中空的部分避免與葉輪輪轂的其它榫齒及其它輪轂特征發(fā)生干涉，從而完成葉輪輪轂榫槽的磨削加工。并且，砂輪可以根據(jù)實(shí)際條件實(shí)現(xiàn)葉輪輪轂榫槽的包絡(luò)磨削加工或仿形磨削加工。本發(fā)明中所述的葉輪輪轂榫槽也可稱為榫槽。下面通過具體實(shí)例，并結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0023]見圖1、4，本發(fā)明一種用于葉輪輪轂榫槽加工的磨削加工方法，該方法的具體步驟如下:
[0024]S1:根據(jù)機(jī)床的結(jié)構(gòu)類型和葉輪輪轂榫槽3的結(jié)構(gòu)形式、尺寸，確定葉輪輪轂5的安裝方式和葉輪輪轂5在機(jī)床工作臺上的安裝位置，葉輪輪轂5通過中間軸或中間安裝孔安裝在數(shù)控機(jī)床上，數(shù)控機(jī)床至少有I個旋轉(zhuǎn)運(yùn)動軸，且最好保證葉輪輪轂5與數(shù)控機(jī)床的回轉(zhuǎn)運(yùn)動軸重合，方便葉輪輪轂榫槽3的加工；
[0025]S2:根據(jù)葉輪輪轂榫槽3的結(jié)構(gòu)形式、尺寸、數(shù)控機(jī)床的運(yùn)動方式，選擇葉輪輪轂榫槽3的磨削加工方式，并確定杯形砂輪I內(nèi)徑尺寸、外徑尺寸、沿軸向的高度以及砂輪外沿磨削工作部分2的形狀和尺寸，保證杯形砂輪I在磨削榫槽的過程中能夠利用杯形砂輪I中空的部分避免與葉輪輪轂5的其它榫齒4及其它輪轂特征發(fā)生干涉。葉輪輪轂榫槽3的磨削加工方式可以是利用砂輪外沿磨削加工部分2對榫槽3的輪廓進(jìn)行包絡(luò)磨削加工，如圖2所示，也可以是利用砂輪外沿磨削加工部分2對榫槽3的輪廓進(jìn)行仿形磨削加工，如圖3所示。
[0026]S3:選取適合葉輪輪轂榫槽3磨削加工的數(shù)控機(jī)床運(yùn)動方式進(jìn)行數(shù)控磨削加工程序編制，通過數(shù)控程序控制杯形砂輪I的運(yùn)動路徑，從而形成砂輪I對葉輪輪轂榫槽3的磨削加工運(yùn)動軌跡；
[0027]S4:杯形砂輪I在數(shù)控機(jī)床主軸的驅(qū)動下旋轉(zhuǎn)，并按照數(shù)控加工程序設(shè)定的運(yùn)動軌跡和選擇的榫槽3磨削加工方式，完成葉輪輪轂榫槽3的磨削加工。
[0028]圖1所示是根據(jù)葉輪輪轂5的安裝方式和榫槽3的結(jié)構(gòu)形式、尺寸，在選定磨削方式的前提下，確定了杯形砂輪I的內(nèi)徑尺寸、外徑尺寸、沿軸向的高度及砂輪外沿磨削工作部分2的形狀和尺寸，保證杯形砂輪I在磨削榫槽3的過程中能夠利用杯形砂輪I中空的部分避免與葉輪輪轂5的其它榫齒4及其它輪轂特征發(fā)生干涉。砂輪I在數(shù)控程序的控制下，從而完成對榫槽的磨削加工。
[0029]圖2所示是榫槽3磨削加工方式中的葉輪輪轂榫槽3的杯形砂輪I包絡(luò)磨削加工方式，砂輪外沿磨削工作部分2的輪廓與榫槽3的輪廓不一致，砂輪外沿磨削工作部分2在數(shù)控程序的控制下，按照設(shè)定的運(yùn)動軌跡將榫槽3的輪廓通過包絡(luò)磨削的方法加工出來。
[0030]圖3所示是榫槽3磨削加工方式中的葉輪輪轂榫槽3的杯形砂輪I仿形磨削加工方式，砂輪外沿磨削工作部分2的輪廓與榫槽3的輪廓一致，砂輪外沿磨削工作部分2在數(shù)控程序的控制下，按照簡單的直線運(yùn)動方式即可完成對榫槽3輪廓的仿形磨削加工。
[0031]葉輪輪轂榫槽加工的磨削加工方法是一種利用杯形砂輪進(jìn)行葉輪輪轂榫槽磨削加工的方法，根據(jù)葉輪輪轂及榫槽的特點(diǎn)，設(shè)計杯形砂輪的結(jié)構(gòu)尺寸，使之能夠利用杯形砂輪中空的部分避免與葉輪輪轂的其它榫齒及其它輪轂特征發(fā)生干涉，從而完成葉輪輪轂榫槽的磨削加工，通過較大直徑的杯形砂輪進(jìn)行包絡(luò)或仿形磨削加工可以大幅度提高砂輪的剛性和精度保持性，減小加工過程中工藝系統(tǒng)振動，有利于提高榫槽的磨削加工精度，且工藝靈活性好，易于推廣應(yīng)用和新產(chǎn)品的快速研制。
【權(quán)利要求】
1.一種用于葉輪輪轂榫槽加工的磨削加工方法，其特征在于:其包括以下步驟: S1:根據(jù)機(jī)床的結(jié)構(gòu)類型和葉輪輪轂榫槽的結(jié)構(gòu)形式、尺寸，確定葉輪輪轂的安裝方式和葉輪輪轂在機(jī)床工作臺上的安裝位置，葉輪輪轂通過中間軸或中間安裝孔安裝在數(shù)控機(jī)床上，最好保證葉輪輪轂與數(shù)控機(jī)床的回轉(zhuǎn)運(yùn)動軸重合，以方便葉輪輪轂榫槽的加工； 52:根據(jù)葉輪輪轂榫槽的結(jié)構(gòu)形式、尺寸、數(shù)控機(jī)床的運(yùn)動方式，選擇榫槽的磨削加工方式，并確定杯形砂輪內(nèi)徑尺寸、外徑尺寸、沿軸向的高度以及外沿磨削工作部分的形狀和尺寸，保證杯形砂輪在磨削榫槽的過程中能夠利用杯形砂輪中空的部分避免與葉輪輪轂的其它榫齒及其它輪轂特征發(fā)生干涉； 53:選取適合葉輪輪轂榫槽磨削加工的數(shù)控機(jī)床運(yùn)動方式進(jìn)行數(shù)控磨削加工程序編制，通過數(shù)控程序控制杯形砂輪的運(yùn)動路徑，從而形成砂輪對葉輪輪轂榫槽的磨削加工運(yùn)動軌跡； 54:杯形砂輪在數(shù)控機(jī)床主軸的驅(qū)動下旋轉(zhuǎn)，并按照數(shù)控加工程序設(shè)定的運(yùn)動軌跡和選擇的榫槽磨削加工方式，完成葉輪輪轂榫槽的磨削加工。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于葉輪輪轂榫槽加工的磨削加工方法，其特征在于: 在步驟S1、S2、S3、S4中所述的“數(shù)控機(jī)床”至少有I個旋轉(zhuǎn)運(yùn)動軸。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于葉輪輪轂榫槽加工的磨削加工方法，其特征在于: 在步驟S2、S4中所述的“選擇榫槽的磨削加工方式”，是利用杯形砂輪的外沿磨削部分直接形成對榫槽的成形磨削加工。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于葉輪輪轂榫槽加工的磨削加工方法，其特征在于: 在步驟S2、S4中所述的“選擇榫槽的磨削加工方式”，是通過數(shù)控加工程序驅(qū)動砂輪形成對榫槽的包絡(luò)磨削加工。
【文檔編號】B24B1/00GK104148992SQ201410339130
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2014年7月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月16日
【發(fā)明者】李勛, 羅揚(yáng), 馬爽 申請人:北京航空航天大學(xué)