[发明专利]一种硬脆材料工件同心圆弧槽的磨削加工装置及加工方法

说明书

技术领域

本发明涉及磨削加工技术领域，尤其涉及一种硬脆材料工件同心圆弧槽的磨削加工装置及加工方法。

背景技术

硬脆材料由于其硬度高、具有较高的脆性、断裂性比较低，材料本身的弹性强度和弹性极限比较接近，使其加工难度很大，加工时稍不注意就会引起工件产生裂纹或断裂；最常见的加工方式为磨削加工，但常规的磨削加工只能加工开放的平面、外圆或畅通的内孔、槽类结构，对于硬脆材料工件上需要精密加工出多种半径、长度的同心圆弧槽，采用传统的磨削加工装置及加工方法很难实现。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种能精密加工出多种半径、长度的同心圆弧槽、且加工效率高的硬脆材料工件同心圆弧槽的磨削加工装置及加工方法。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种硬脆材料工件同心圆弧槽的磨削加工装置，包括车床主轴、车床导轨、车床尾架、与所述同心圆弧槽的外形尺寸相适配的成型砂轮、用于固定工件的装夹部件、给予所述工件进给速度和背吃刀量的车床刀架托板；所述车床尾架滑动设置在所述车床导轨上；所述成型砂轮可拆卸的固定在所述车床主轴和所述车床尾架之间并由所述车床主轴带动而转动；所述装夹部件可拆卸的设置在所述车床刀架托板上，所述工件可拆卸的安装在所述装夹部件上且在所述车床刀架托板的进给速度的作用下与转动的所述成型砂轮挤压实现磨削加工。

本发明的有益效果是：成型砂轮与同心圆弧槽的外形尺寸相适配，由于成型砂轮与车床主轴固定，车床主轴带动成型砂轮转动；而工件装夹在装夹部件上，工件在所述车床刀架托板的进给速度的作用下与转动的所述成型砂轮挤压实现磨削加工形成同心圆弧槽；因此，本发明的一种硬脆材料工件同心圆弧槽的磨削加工装置具有能精密加工出多种半径、长度的同心圆弧槽、且加工效率高等优点。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，所述车床尾架上套设有尾架顶尖，所述尾架顶尖的一端插设在所述车床尾架的中心位置处，另一端止抵在所述成型砂轮靠近所述车床尾架的一端的中心位置处；通过尾架顶尖实现对成型砂轮进行夹紧。

进一步，所述装夹部件朝向所述成型砂轮的端面上开设有用于适配夹紧所述工件的工件夹紧槽。

进一步，所述工件夹紧槽槽底上端开设有延伸到装夹部件内部的变形通槽；所述变形通槽将装夹部件分切成变形部和连接部，所述变形部位于所述变形通槽的上方，所述连接部位于所述变形通槽的下方；所述变形部上设有用于压迫变形部产生弹性形变从而夹紧所述工件的拧紧部件，所述拧紧部件穿过所述变形部并与所述变形通槽下方的连接部旋接；通过拧紧部件使变形部产生弹性形变夹紧工件。

进一步，所述变形通槽延伸到装夹部件内的端部呈圆弧状结构；使变形通槽的端部呈圆弧过渡，减小应力集中。

进一步，所述成型砂轮的两端为固定部分且分别与所述车床主轴和所述尾架顶尖连接；所述成型砂轮的中部为磨削部分，所述磨削部分的外形尺寸与所述同心圆弧槽相适配；可实现一次性加工完成同心圆弧槽，也可分阶段加工形成同心圆弧槽或由多组同心圆弧槽构成的异形圆弧槽。

进一步，所述成型砂轮的磨削部分上电镀有磨料；使成型砂轮具有较好的磨削性能。

进一步，所述装夹部件通过多个紧固螺钉固定在所述车床刀架托板上，便于安装装夹部件。

本发明提供的一种硬脆材料工件同心圆弧槽的加工方法，包括如下步骤：

S1：在车床主轴和尾架顶尖之间安装与所述同心圆弧槽的外形尺寸相适配的所述成型砂轮；

S2：在所述车床刀架托板上安装所述装夹部件；

S3：将所述工件的毛坯装夹在所述装夹部件上；

S4：设置所述车床主轴的转速n、所述车床刀架托板的进给速度f和背吃刀量a_p；

S5：对所述工件进行同心圆弧槽的磨削加工直至磨削到预设尺寸；加工完成，取下所述工件，所述工件内形成所述同心圆弧槽。

通过本发明的硬脆材料工件同心圆弧槽的加工方法，可以解决硬脆材料工件上同心圆弧槽难以用常规方法进行精密加工的问题，实现硬脆材料工件上圆弧通槽以及不同直径、长度的同心圆弧槽的精密、高效磨削加工。

进一步，本发明提供的一种硬脆材料工件同心圆弧槽的加工方法还包括步骤S6：重复步骤S1～S5若干次，使所述工件内形成由多组所述同心圆弧槽构成的异形圆弧槽；对于不能一次性加工完成的由多组同心圆弧槽构成的异形圆弧槽，可重复步骤S1～S5若干次加工完成。

附图说明