一种用数控铣床对工件油楔面磨削的加工方法与流程

本发明属于磨削加工技术领域，涉及一种用数控铣床对工件油楔面磨削的加工方法。

背景技术：

近年来，随着节能产品的不断更新，质量意识的不断升华，能源的不断紧缺，使各企业向着节约材料型方向转变，生产的产品零件精度要求也越来越高，导致产品的加工难度无形增大。轴承是动力增压系统中的关键部件，轴承油楔面的加工精度要求非常高，其油楔面的加工质量和精度是整个轴承的核心所在，油楔面质量好坏直接决定了轴承乃至整个增压系统的运行质量和产品质量，因此需要设计专用工装和砂轮对油楔面进行加工。

目前油楔面的加工方法是采用传统的磨床进行手动磨削加工，手动磨削影响因素较多，导致质量稳定性差且加工的质量无法完全达到预期的技术要求，主要存在以下一些缺陷：

1、采用手动旋转工装进行磨削加工，手工效率低下，专用工装磨损一致性差；

2、普通磨床转速仅有一种，无法通过调整机床转速来提高所加工的油楔面的光洁度，

3、砂轮磨削随主轴只能单方向旋转，工件随工装也只能单方向磨削加工；

4、普通磨床只能顺磨加工，即砂轮与工件在接触面处的旋转方向一致；

5、普通磨床磨削走刀的速度由人为手动控制，无法匀速进给，磨床每刀磨削进给深度由人为控制，无法实现每刀之间的磨削余量均匀化。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种用数控铣床对工件油楔面磨削的加工方法，通过在数控铣床上安装专用工装和砂轮，利用多轴数控铣床的特点，实现砂轮和工件的双向旋转和双向进给，并能够根据工件油楔面精度设定铣床和工件的旋转速度，提高工件油楔面的加工精度和加工质量，由数控代替人为控制排除人为因素的影响，确保加工质量更稳定。

本发明的目的是这样实现的：一种用数控铣床对工件油楔面磨削的加工方法，包括以下步骤：

步骤一、将砂轮芯轴固定在数控铣床主轴端部，砂轮芯轴外接砂轮，用螺母锁紧限位；

步骤二、将带有油楔面的工件安装在工装上，并将工装固定于数控铣床a轴的分度盘；

步骤三、编制数控程序，设定粗磨，精磨两道工序；

步骤四、粗磨，选用逆磨方式磨削，磨削至油楔面的最深处；

步骤五、精磨，选用顺磨方式磨削，磨削剩余余量。

优选的，所述步骤四中的粗磨分四步进行，

第一步：设定主轴顺时针旋转带动砂轮顺时针转动，数控铣床a轴顺时针旋转带动工件顺时针转动；

第二步：设定程序，主轴带动砂轮向右慢慢靠近工件端面，直到油楔面的最深处0.040mm，产生相互磨削；一旦相互磨削，通过程序控制主轴慢慢向左退回，同时控制a轴的分度盘顺时针转动，在油楔面角度转动结束处，主轴向左退回到工件端面，完成一片油楔面的加工；

第三步：转动工件角度至第二片油楔面的起始端，重复第二步，加工完成第二片；

第四步：转动工件角度至第三片、第四片油楔面的起始端，重复第二步直至加工完所有油楔面的粗磨。

优选的，所述步骤五中的精磨分四步进行，

第一步：设定主轴逆时针旋转带动砂轮逆时针转动，数控铣床a轴顺时针旋转带动工件顺时针转动；

第二步：设定程序，主轴带动砂轮向右慢慢靠近工件端面，直到油楔面的最深处0.005mm，产生相互磨削；一旦相互磨削，通过程序控制主轴慢慢向左退回，同时控制a轴的分度盘顺时针转动，在油楔面角度转动结束处，主轴向左退回到工件端面，完成一片油楔面的加工；

第三步：转动工件角度至第二片油楔面的起始端，重复第二步，加工完成第二片；

第四步：转动工件角度至第三片、第四片油楔面的起始端，重复第二步直至加工完所有油楔面。

优选的，所述步骤一中的砂轮芯轴为阶梯轴，包括连接段、螺纹杆段和位于两段之间的圆锥段，所述连接段与铣床主轴连接，圆锥段与砂轮连接，螺纹杆段套接螺母，对砂轮紧固和限位。

优选的，所述步骤二中的工装整体呈圆盘状，包括大圆盘、小圆盘和圆柱凸台，所述大圆盘沿周向均布设有多个u形缺口，所述工装通过u形缺口用螺栓与分度盘固接，所述小圆盘上沿周向均布设有多个螺纹孔，用于将工件与工装固接，所述圆柱凸台伸入工件内，对工件径向定位和轴向限位。

优选的，所述数控铣床为4轴(x/y/z/a)的vcn535cⅱl型号的立式数控铣床。

由于采用了上述技术方案，本发明具有如下有益效果：

1、采用数控铣床对工件油楔面进行磨削加工，砂轮和工装都可双向旋转，双向进给。

2、仅用一台数控铣床就可完成工件的粗磨、精磨工序，生产效率得到极大提高。

3、粗磨采用逆磨，精磨采用顺磨，既保证磨削质量，又降低砂轮的磨损速度。

4、通过数控铣床对工件磨削，砂轮磨削转速和工件的转速均可在一个较大范围内调整，能找到更合理的磨削用量(即进给，深度、速度)进行磨削，加工质量更易保证甚至更优。

5、与人为操作相比，程序控制进给速度更稳定、更匀速，使粗糙度值更稳定，无停顿痕迹。

附图说明

图1是本发明使用的磨削装置安装在数控铣床的结构示意图；

图2是图1中砂轮芯轴的结构示意图；

图3是图1中工装的结构示意图；

图4是图3的a-a剖视图；

图5为工件的结构示意图；

附图标记

附图中，1为砂轮芯轴，2为砂轮，3为工件，4为工装，5为数控铣床，11、连接段，12、螺纹杆段，13、圆锥段，31、油楔面，41、大圆盘，42、小圆盘，43、圆柱凸台，44、u形缺口，45、螺纹孔

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例作进一步详细说明。

参见图1、图5，一种用数控铣床对工件油楔面磨削的加工方法的一种实施例，包括以下步骤：

步骤一、将砂轮芯轴1固定在数控铣床主轴端部，砂轮芯轴1外接砂轮2，用螺母锁紧限位；

步骤二、将带有油楔面31的工件3安装在工装4上，并将工装4固定于数控铣床a轴的分度盘；

步骤三、编制数控程序，设定粗磨，精磨两道工序；

步骤四、粗磨，选用逆磨方式磨削，磨削至油楔面31的最深处；粗磨时，设定主轴顺时针旋转带动砂轮2顺时针转动，数控铣床a轴顺时针旋转带动工件3顺时针转动；设定程序，主轴带动砂轮2向右慢慢靠近工件3端面，直到油楔面31的最深处0.040mm，产生相互磨削；一旦相互磨削，通过程序控制主轴慢慢向左退回，同时控制a轴的分度盘顺时针转动，在油楔面31角度转动结束处，主轴向左退回到工件3端面，完成一片油楔面31的加工；接着转动工件3角度至第二片油楔面31的起始端，将主轴慢慢的向右靠近至油楔面31最深处0.040mm处，产生相互磨削，一旦相互磨削后，执行与加工第一片油楔面相同的后续程序，直至加工完成第二片；同理加工第三片、第四片，直到完成所有油楔面的粗磨工序。

步骤五、精磨，选用顺磨方式磨削，磨削剩余余量，精磨时，设定主轴逆时针旋转带动砂轮逆时针转动，数控铣床a轴顺时针旋转带动工件顺时针转动；设定程序，主轴带动砂轮2向右慢慢靠近工件3端面，直到油楔面31的最深处0.005mm，产生相互磨削；一旦相互磨削，通过程序控制主轴慢慢向左退回，同时控制a轴的分度盘顺时针转动，在油楔面角度转动结束处，主轴向左退回到工件端面，完成一片油楔面的加工；接着转动工件角度至第二片油楔面的起始端，主轴带动砂轮向右慢慢靠近工件端面，直到油楔面的最深处0.005mm，产生相互磨削；一旦相互磨削，执行与加工第一片油楔面相同的后续程序，直到完成第二片；按相同程序完成第三片、第四片，直到完成所有油楔面的精磨工序。

参见图2，为本发明制作的与数控铣床固定连接的专用磨削装置，其中的砂轮芯轴1采用阶梯轴，包括连接段11、螺纹杆段12和位于两段之间的圆锥段13，所述连接段11与铣床主轴连接，圆锥段13与砂轮2连接，螺纹杆段13套接螺母，对砂轮2限位。

参见图3-图4，为本发明制作的与数控铣床固定连接的专用磨削装置，其中的工装4整体呈圆盘状，包括大圆盘41、小圆盘42和圆柱凸台43，所述大圆盘41沿周向均布设有多个u形缺口44，所述工装通过u形缺口44用螺栓与分度盘固接，所述小圆盘42上沿周向均布设有多个螺纹孔45，用于将工件与工装4固接，所述圆柱凸台43伸入工件3内，对工件3轴向限位。

在本实施例中，完成油楔面磨削加工时所采用的数控铣床为4轴(x/y/z/a)的vcn535cⅱl型号的立式数控铣床。

本发明能实现砂轮和工装的双向旋转和双向进给，更好的保证磨削质量，降低砂轮磨损速度；砂轮磨削转速和工件转速均可在一个较大范围内调整，能找到更合理的磨削用量(即进给，深度、速度)进行磨削，加工质量更易保证甚至更优；通过数控程序控制进给速度比人为操作更稳定、匀速，加工粗糙度更易于保证。

最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。