[发明专利]缓进给端面磨削外廓形线为凸函数回转件的加工方法

权利要求书

1.缓进给端面磨削外廓形线为凸函数回转件的加工方法，其特征在于它包括以下步骤：选定砂轮底面的上的任一点作为成形点，通过调整砂轮回转轴线的转角及位移使得砂轮底面始终与回转工件外廓形线在选定的成形点处相切，最终由砂轮底面包络出工件外形。

2.根据权利要求1所述的缓进给端面磨削外廓形线为凸函数回转件的加工方法，其特征在于砂轮回转轴线的转角及位移通过如下步骤进行调整：

(1)将回转工件安装在三轴联动机床上，将砂轮安装在能够在X轴和Z轴方向上平动并且能够在X轴和Z轴形成的平面内转动的机床刀架上，然后将工件和砂轮对刀确定成形点；

(2)测量得到第一个刀接触点的坐标，然后计算基于等残留高度的下一个刀触点的坐标，以及下一刀触点处工件外廓形线的切线与Z轴夹角；

(3)利用刚体位移矩阵建立的数学模型，将计算得到的回转工件外廓形线刀触点坐标转变为机床刀架回转中心的运动坐标，同时机床刀架回转中心需要转过的角度由上一个刀触点处的切线与Z轴夹角和相邻下一刀触点处的切线与Z轴夹角之差求得。

3.根据权利要求2所述的缓进给端面磨削外廓形线为凸函数回转件的加工方法，其特征在于：所述的步骤(1)中进一步包括：测量参数L、a、b，所述的L为机床刀架旋转中心到砂轮底面的距离，所述的a为切削点到砂轮中心线的距离，所述的b为刀架旋转中心点到砂轮中心线的距离；所述的步骤(2)中的计算基于等残留高度的下一个刀触点的坐标，以及下一刀触点处的切线与Z轴夹角的方法如下：

对于任意的回转工件外廓形线函数x＝f(z)，已知第一个刀触点(P_1z P_1x)和所要求达到的残留高度值h，求下一刀触点坐标(P_2z，P_2x)，(P_2z，P_2x)满足公式：

h=l(1-cosθ2)sinθ]]>

恒成立，其中h为残留高度值，l是两刀触点间的距离，可由下式求

l=(p2z-p1z)2+(p2x-p1x)2]]>

式中θ是外廓形线函数x＝f(z)在相邻刀触点(P_1z P_1x)和(P_2z，P_2x)处的法向量的夹角，由

θ=arcosn1→·n2→|n1→||n2→|]]>

确定，上式中和是刀触点(P_1z P_1x)和(P_2z，P_2x)处的法向量；

基于以上三个方程，可以得出基于等残留高度的下一个刀触点的坐标(P_2z，P_2x)，以及刀触点处的切线与Z轴夹角θ₂，然后再利用求出的刀触点(P_2z，P_2x)按上述三个公式求得下一个刀触点(P_3z，P_3x)，以及这个刀触点处的切线与Z轴夹角θ₃；

所述的步骤(3)中的刚体位移矩阵建立的数学模型如下：

QjzQjx1=cos(θj-π2)-sin(θj-π2)(pjz-p1zcos(θj-π2)+p1xsin(θj-π2))sin(θj-π2)cos(θj-π2)(pjx-p1zcos(θj-π2)+p1xsin(θj-π2))001p1z+Lp1x-b+a1]]>

其中点(P_1z P_1x)为工件外廓形线的顶点坐标；(Q_jz Q_jx)为相对于工件外廓形线上第j个刀触点(P_jz P_jx)的机床刀架回转中心坐标；θ_j为工件外廓形线在刀触点(P_jz P_jx)处切线与Z轴夹角；L，a，b是可变参数，可通过数控机床界面输入，在刀具的每次走刀中是确定不变的。