申請(qǐng)?zhí)枺?01610318045.2
　　申請(qǐng)人：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
　　發(fā)明人：郭兵 趙清亮 王金虎 張春雨 顧興士

　　摘要：基于綠碳化硅碟片的金剛石球頭砂輪精密在位修整裝置及方法，本發(fā)明涉及金剛石球頭砂輪的在位精密修整裝置及方法。本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有金剛石球頭砂輪磨削加工后工件的加工精度低、成本高、不易于實(shí)現(xiàn)、通用性弱的問題。基于綠碳化硅碟片的金剛石球頭砂輪精密在位修整裝置由綠碳化硅碟片、修整主軸和磨削主軸組成；所述綠碳化硅碟片安裝在修整主軸上，綠碳化硅碟片和修整主軸同軸心設(shè)置，修整主軸的軸線與磨削主軸的旋轉(zhuǎn)軸線相互垂直。本發(fā)明用于精密機(jī)械加工領(lǐng)域。 　　主權(quán)利要求：1.基于綠碳化硅碟片的金剛石球頭砂輪精密在位修整裝置，其特征在于，所述裝置由綠碳化硅碟片(1)、修整主軸(2)和磨削主軸(4)組成；所述綠碳化硅碟片(1)安裝在修整主軸(2)上，綠碳化硅碟片(1)和修整主軸(2)同軸心設(shè)置，修整主軸(2)的軸線與磨削主軸(4)的旋轉(zhuǎn)軸線相互垂直。
　　2.基于綠碳化硅碟片的金剛石球頭砂輪精密在位修整方法，其特征在于：基于綠碳化 硅碟片的金剛石球頭砂輪精密在位修整方法具體是按照以下步驟進(jìn)行的：步驟一、在修整前將金剛石球頭砂輪(3)安裝在磨削主軸(4)上，使金剛石球頭砂輪(3) 和磨削主軸(4)同軸心設(shè)置，將安裝綠碳化硅碟片(1)的修整主軸(2)和安裝金剛石球頭砂 輪(3)的磨削主軸(4)之間的距離進(jìn)行調(diào)整，使修整主軸(2)的軸線與磨削主軸(4)的旋轉(zhuǎn)軸 線相互垂直；步驟二、使用激光測(cè)微儀測(cè)定綠碳化硅碟片(1)和金剛石球頭砂輪(3)的初始外形尺 寸，開始設(shè)定綠碳化硅碟片(1)和金剛石球頭砂輪(3)之間的距離為10-20μm，然后采用預(yù)修 整參數(shù)使綠碳化硅碟片(1)按預(yù)修整的半圓形修整軌跡方程繞金剛石球頭砂輪(3)做相對(duì) 運(yùn)動(dòng)，每完成一次上述相對(duì)運(yùn)動(dòng)后，金剛石球頭砂輪(3)進(jìn)行一次進(jìn)給，綠碳化硅碟片(1)與 金剛石球頭砂輪(3)接觸后相互磨損從而實(shí)現(xiàn)金剛石球頭砂輪(3)的預(yù)修整，當(dāng)金剛石球頭 砂輪(3)表面完全被修到后預(yù)修整過程結(jié)束；步驟三、再次使用激光測(cè)微儀測(cè)定綠碳化硅碟片(1)和金剛石球頭砂輪(3)的外形尺 寸，與初始外形尺寸做差，計(jì)算獲得綠碳化硅碟片(1)的磨損體積W1和金剛石球頭砂輪(3) 的磨損體積W3，計(jì)算綠碳化硅碟片(1)在修整金剛石球頭砂輪(3)時(shí)的修整比N；步驟四、將綠碳化硅碟片的修整比N計(jì)入預(yù)修整的半圓形修整軌跡，重新設(shè)置修整補(bǔ)償 軌跡；使綠碳化硅碟片(1)按照重新設(shè)置修整補(bǔ)償軌跡繞金剛石球頭砂輪(3)做相對(duì)運(yùn)動(dòng)進(jìn) 行精修整，精修整參數(shù)與預(yù)修整參數(shù)相同；完成一次精修整后，使金剛石球頭砂輪(3)沿修 整主軸(2)的軸線移動(dòng)0.5mm，然后再按照修整補(bǔ)償軌跡進(jìn)行下次修整，直至金剛石球頭砂 輪(3)的待修整表面全部完成精修整。
　　3.根據(jù)權(quán)利要求2所述基于綠碳化硅碟片的金剛石球頭砂輪精密在位修整方法，其特 征在于所述步驟一中綠碳化硅碟片(1)直徑為60-120mm，厚度為10-30mm。
　　4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述基于綠碳化硅碟片的金剛石球頭砂輪精密在位修整方法，其 特征在于所述步驟一中金剛石球頭砂輪(3)球頭直徑為10mm-50mm。
　　5.根據(jù)權(quán)利要求4所述基于綠碳化硅碟片的金剛石球頭砂輪精密在位修整方法，其特 征在于所述步驟一中金剛石球頭砂輪(3)為樹脂基金剛石砂輪或金屬基金剛石砂輪。
　　6.根據(jù)權(quán)利要求2、3或5所述基于綠碳化硅碟片的金剛石球頭砂輪精密在位修整方法， 其特征在于所述步驟一中將安裝綠碳化硅碟片(1)的修整主軸(2)和安裝金剛石球頭砂輪 (3)的磨削主軸(4)之間的距離設(shè)置為大于金剛石球頭砂輪(3)的半徑與綠碳化硅碟片(1) 的半徑之和。
　　7.根據(jù)權(quán)利要求6所述基于綠碳化硅碟片的金剛石球頭砂輪精密在位修整方法，其特 征在于所述步驟二中預(yù)修整參數(shù)為：金剛石球頭砂輪(3)轉(zhuǎn)速為1500rpm、綠碳化硅碟片(1) 轉(zhuǎn)速為5000rpm、修整深度為5μm、進(jìn)給速率為10mm/min。
　　8.根據(jù)權(quán)利要求2、3、5或7所述基于綠碳化硅碟片的金剛石球頭砂輪精密在位修整方 法，其特征在于所述步驟二中預(yù)修整的半圓形修整軌跡方程為： X = ( R c + r ) c o s θ Y = 0 Z = ( R c + r ) s i n θ - - - ( 1 ) 其中，-90°≤θ≤0°，Rc為綠碳化硅碟片(1)的初始半徑，r為金剛石球頭砂輪(3)的目標(biāo) 半徑，θ為極角，X為X軸，在XOZ平面內(nèi)與磨削主軸(4)的旋轉(zhuǎn)軸線垂直，Y為Y軸，在在XOY平面 內(nèi)與X軸垂直，Z為Z軸，Z軸空間垂直于X軸和Y軸。
　　9.根據(jù)權(quán)利要求8所述基于綠碳化硅碟片的金剛石球頭砂輪精密在位修整方法，其特 征在于所述步驟三中修整比N為：N＝W3/W1 (2)。
　　10.根據(jù)權(quán)利要求2、3、5、7或9所述基于綠碳化硅碟片的金剛石球頭砂輪精密在位修整 方法，其特征在于所述步驟四中修整補(bǔ)償軌跡為： X = ( 1 - a p / R n N ) ( R n + r ) c o s θ Y = Σ i = 0 n ( 0.5 n ) Z = ( R n + r ) s i n θ - - - ( 3 ) 其中，-90°≤θ≤0°，n為修整次數(shù)，為正整數(shù)；Rn為第n次修整時(shí)的綠碳化硅碟片(1)半 徑；ap為修整深度。