專利名稱：空間螺旋曲面的精加工方法及設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種工件表面為空間螺旋曲面的磨削精加工方法及設(shè)備，適用于工件表面為螺旋曲面的精加工，特別適用于井下動力鉆具(螺桿鉆具)螺桿的精加工。
井下動力鉆具螺桿，一般為三維螺旋曲面的細長桿，由于其外形及截面形狀復雜，加工較為困難。通常的加工方法為粗加工采用成形銑削或靠模仿形銑削，精加工目前尚無可行的工藝方法及加工設(shè)備，采用手工拋磨，精度無法保證，而精加工的方法及設(shè)備是目前的技術(shù)難題。
本發(fā)明的任務是提出一種工件表面為空間螺旋曲面的磨削精加工方法及設(shè)備，解決目前存在的技術(shù)難題。
本發(fā)明的精加工方法的技術(shù)方案是工件表面為空間螺旋曲面的磨削精加工采用砂帶磨削機構(gòu)，砂帶磨頭的磨削是按工件空間曲面的形狀展開，砂帶磨頭的展開參量工件旋轉(zhuǎn)速度n(轉(zhuǎn)/分)、工件導程T(毫米)、砂帶磨頭縱向走刀量A(毫米/轉(zhuǎn))、橫向走刀步進電機轉(zhuǎn)速B(轉(zhuǎn)/分)，這四個參量符合關(guān)系式B＝n±(A/T)×n。
本發(fā)明的磨削精加工設(shè)備，由床身、主軸、尾架、磨削機構(gòu)，縱橫走刀機構(gòu)及驅(qū)動機構(gòu)、機電控制系統(tǒng)組成。磨削機構(gòu)是由主動輪(1)、張緊輪(2)、從動輪(3)、壓帶輪(4)構(gòu)成。壓帶輪可以是一只，也可以是二只或多只，當壓帶輪為二只時，磨削是在二壓帶輪之間的砂帶段進行的。
由于本發(fā)明提出了磨頭展開方法及提出砂帶磨削機構(gòu)，解決了多年來螺旋曲面的精加工難題，完成了發(fā)明任務。
以下結(jié)合附圖來詳細說明本發(fā)明

圖1是砂帶磨削精加工設(shè)備的實施例。
圖2是砂帶磨削機構(gòu)的一個實施例。
圖3是加工工件的實施例。
本發(fā)明精加工工件表面一般是空間螺旋曲面，磨削采用砂帶磨削機構(gòu)。磨頭是砂帶，磨削時是按工件表面空間曲面的形狀展開，砂帶磨頭展開的參量工件旋轉(zhuǎn)速度n(轉(zhuǎn)/分)，工件導程T(毫米)，磨頭的縱向走刀量A(毫米/轉(zhuǎn))，橫向走刀步進電機轉(zhuǎn)速B(轉(zhuǎn)/分)，這四個參量n、T、A、B符合關(guān)系B＝n±(A/T)×n。砂帶磨削機構(gòu)是一個自封閉的循環(huán)轉(zhuǎn)動的砂帶磨頭，砂帶工作時線速度為10～30米/秒，砂帶的張緊力為2～10公斤/厘米。
本發(fā)明的主要工藝裝備是一種專用砂帶磨削機床(圖1)。其中有床身[1]，可同時驅(qū)動主軸及縱向走刀的主電機[2]，它可以是一臺大功率步進電機或交直流變速電機，驅(qū)動橫向走刀機構(gòu)的是小功率步進電機[3]，五輪砂帶靡頭[4]，為了使工件旋轉(zhuǎn)速度信號能進入計算機進行運算及控制，在主軸后端裝有一信號發(fā)生器[5]，它由光電盤和光電信號源組成，它所產(chǎn)生的信號與工件轉(zhuǎn)速(即主軸轉(zhuǎn)速)保持同步，計算機將輸入信號運算處理后，控制橫向走刀速度。
五輪砂帶磨頭(圖2)，有主動輪[1]，張緊輪[2]，從動輪[3]，壓帶輪[4]組成，砂帶[5]包在主動輪[1]，從動輪[3]，二個壓帶輪[4]的外表面，由張緊輪[2]壓緊并由棘輪機構(gòu)[6]來調(diào)整砂帶的張緊力。主動輪由交流電動機驅(qū)動，二個壓帶輪之間砂帶作為磨削工件的磨削刃帶。
實施應用例如
n＝1.2.3… T＝600 e＝7 R＝19對于以上方程的工件(圖3)，采用了三維加工方式，一是工件的旋轉(zhuǎn)運動，二是磨削機構(gòu)的縱向進給運動和橫向往復運動。往復運動速度為縱向進給運動和工件旋轉(zhuǎn)運動速度的矢量和，從宏觀來看，縱向進給每走過一個導程，往復運動比旋轉(zhuǎn)運動減少或增加一次(視走刀方向和工件螺旋方向而定)。
試驗實踐證明，采用上述工藝及設(shè)備，經(jīng)磨削精加工后的工件質(zhì)量好，尺寸精度和形位精度可達GB1800-79中IT8-IT7，表面粗糙度可達Ra＝0.2～0.8微米。
權(quán)利要求
1.一種工件表面為空間螺旋曲面的磨削精加工方法，磨削采用砂帶磨削機構(gòu)，磨頭是砂帶磨頭，砂帶磨削時運動軌跡是按工件表面的曲面形狀展開，其特征是砂帶磨頭展開的參量工件旋轉(zhuǎn)速度n(轉(zhuǎn)/分)，工件螺旋曲面導程T(毫米)，磨頭的縱向走刀量A(毫米/轉(zhuǎn))，橫向走刀步進電機轉(zhuǎn)速B(轉(zhuǎn)/分)，這四個參量符合關(guān)系式B=n±(A/T)×n。
2.一種工件表面為空間螺旋曲面的磨削精加工設(shè)備，由床身、主軸、尾架、磨削機構(gòu)，縱橫向走刀機構(gòu)及驅(qū)動機構(gòu)、機電控制系統(tǒng)組成，其特征是由主動輪(1)，張緊輪(2)，從動輪(3)，壓帶輪(4)構(gòu)成的砂帶磨削機構(gòu)。
3.由權(quán)利要求1、2所述的空間螺旋曲面的精加工方法及設(shè)備，其特征是砂帶磨削機構(gòu)的橫向走刀系統(tǒng)由機床主軸上光電信號源發(fā)出同步信號，經(jīng)計算機處理后指令并控制橫向走刀步進電機的轉(zhuǎn)速。
全文摘要
一種工件表面為空間螺旋面的磨削精加工方法及其裝備。磨削采用砂帶磨削機構(gòu)，磨頭是砂帶，磨削是按工件表面的空間螺旋曲面的形狀展開。砂帶磨頭的縱向走刀量A，橫向走刀步進電機轉(zhuǎn)速B，工件轉(zhuǎn)速n、工件導程T，四參數(shù)符合關(guān)系式B＝n±(A/T)×n。設(shè)備是一臺專用機床；磨削機構(gòu)是一個砂帶磨削機構(gòu)。
文檔編號B24B1/00GK1064433SQ9110821
公開日1992年9月16日 申請日期1991年10月26日 優(yōu)先權(quán)日1991年10月26日
發(fā)明者許鍔銘, 解建成, 盛杰, 張澤銘, 于永利, 曹德忠, 張南欣, 王小琪, 張仁良, 王元香 申請人:煤炭科學研究總院常州科研試劑中心