[其他]凹形曲面的金剛石砂輪直線修形法

在審

• 申請號: 101986000003890
• 申請日: 1986-06-10
• 公開（公告）號: CN86103890B
• 公開（公告）日: 1987-04-08
• 發明（設計）人: 姚南;王殿龍;劉欣
• 申請（專利權）人: 大連工學院
• 代理公司: 大連工學院專利事務所
• 代理人: 關慧貞

本發明是一種凹形曲面的金剛石砂輪修形新方法，其特點是：金剛石砂輪只作直線進給運動就能在被修的金剛石砂輪上精確修出要求的凹形曲面，但修形時砂輪的軸線相互空間交叉安裝位置需由優化計算確定和保證。這種直線修形法用于負前角硬質合金齒輪滾刀鏟磨時的金剛石砂輪修形（要求得到凹形曲面），在一般工具磨床上就能實施，有三種工作方式，操作簡單、修形效率高，按計算結果精確調整機床修形后的砂輪就能鏟磨得到ＡＡ級齒形精度的滾刀。

本發明屬于金剛石砂輪采用的修形方法。

不同模數規格的負前角硬質合金齒輪滾刀鏟磨時，對其要求的砂輪廓形用計算機進行分析，發現都具有凹形曲面性態的特征。對這種凹形曲面金剛石砂輪修形是負前角硬質合金齒輪滾刀鏟磨工藝中遇到的突出難點，修形好壞對滾刀的制造精度有關鍵性影響，因此國內外都對這項修形技術十分保密。現有技術修普通砂輪時，將金剛筆由徑向平面移位一距離，沿直線運動，將砂輪修成凹雙曲線。但對于金剛石砂輪修形的困難是：用一般金剛石筆尖修整不動，只能用金剛石砂輪作修整工具，但通常都按成形原理，靠金剛石修輪作曲線進給運動，將被修的金剛石鏟磨砂輪修整成理論要求的凹形曲面，這很不易實現，特別是在修形過程中常需反復試湊更為困難。

目前國內外這方面的技術，都限于按成形原理來考慮問題，有三種處理方案：（1）放棄修形，直接使用標準錐形砂輪鏟磨滾刀，而把滾刀齒形曲線分成幾段鏟磨，近似完成要求;（2）采用專用修形裝置，修形裝置上的金剛石修輪可在作直線進給運動同時結合微小擺動，以便憑經驗修成所需曲線形狀;（3）用曲線磨床或靠模裝置，按理論要求的曲面形狀修形。因此，總的說來，這種用成形原理的曲線運動修形，需要特殊的機床或裝置，操作技術要求高，生產效率低，修形精度不很可靠。為此極需提出一種能簡便進行精確修形的新方法。

為克服現有技術的上述缺點，本發明提出了一種簡便的、精確的直線修形法，其特點為：（1）金剛石修輪作直線進給運動或不作進給運動，就能在被修金剛石砂輪上修出凹形曲面，但兩者的軸線在空間交叉;（2）用優化計算的結果，調整好兩砂輪的相互安裝位置，就能獲得滿意的修形精度。這就是本發明的目的。

本發明的基本原理是：被修金剛石砂輪的曲面是修整用金剛石砂輪工作面的包絡曲面，在軸線空間交叉的條件下，用簡單形狀的標準砂輪形成的工作面（如片狀砂輪作直線運動形成圓柱體或橢圓柱體，錐形砂輪形成圓錐體），都可以磨出凹形的回轉體曲面。因此，選定不同的砂輪尺寸參數和運動方案，改變空間交叉軸線的相互位置參數，就可磨出種種不同的凹形曲面。利用優化方法選取相對安裝位置參數，使磨出的曲面具有最逼近鏟磨砂輪理論要求的凹形曲面的效果，以此調整機床，即可方便地達到修形精度的要求。

本發明在一般工具磨床或專用夾具上都可實現，有下列三種工作方式：

（1）凹橢圓面修形（附圖1，2），修輪1的中心到X、Y軸的距離分別為B、A，修輪自身軸線ox與OX軸夾角α，同時修輪繞自身軸線ox傾斜γ角以形成橢圓。當片狀金剛石修輪1沿著3的方向作直線進給運動，進給運動方向與被修砂輪軸線空間垂直交叉，在被修工件上磨出凹橢圓面的一部分2，令Z＝0，在XOY面上，其方程為：

式中R₀為修輪半徑，不作變數考慮。此方式的安裝參數為A，B，α，γ。

（2）單葉雙曲等距面修形（附圖3，4），兩軸交叉角α，軸間距A，t₀反映了被修砂輪大端的軸向安裝位置，片狀金剛石修輪1沿自身軸線3的方向作直線進給運動，把被修砂輪磨成單葉雙曲等距面的一部分2。圖3中，t是軸向座標，R_S是徑向座標，其方程為：

（t₀-t）sinαsinθ₁-Acos²αcosθ₁-R₀sin²αsinθ₁cosθ₁＝0 （2）

tgθ₂=tgθ₁/cosα(3）