基于两次对刀工艺的金刚石球头砂轮电火花修整对刀方法

摘要

基于两次对刀工艺的金刚石球头砂轮电火花修整对刀方法，它涉及一种球头砂轮电火花修整的对刀方法。本发明的目的是为了提高砂轮修整时的对刀精度，进而提高金刚石球头砂轮修整后的面形精度。本发明的主要技术核心是：首先在砂轮修整前对砂轮主轴及电极主轴安装相对位置进行精密调整，使砂轮主轴轴线与电极主轴轴线之间夹角为45°并且相交于一点；其次是小直径金刚石球头砂轮的第一次对刀，并对砂轮进行第一次修整；最后是选择砂轮新形成的两边缘特征点实现小直径球头金刚石砂轮的第二次对刀。在第一次对刀后，再进行第二次对刀可以有效消除砂轮制造误差及边缘特征点判断误差对对刀精度的影响，同等条件下，使用二次对刀工艺可以降低对刀误差30％～70％。

主权项

1、一种基于两次对刀工艺的金刚石球头砂轮电火花修整对刀方法，其特征在于：所述方法的具体过程为：步骤一、在砂轮修整前对砂轮主轴及电极主轴安装相对位置进行精密调整，使砂轮主轴轴线与电极主轴轴线之间夹角为45°并且相交于一点：使砂轮主轴轴线位于ZOY平面，电极主轴轴线位于XOY平面；精密调整过程如下：将第一工业摄像机放置于其镜头轴线与水平面平行并与砂轮主轴轴线垂直的位置1处，测量砂轮主轴轴线及电极主轴轴线与水平面所成角度，调整砂轮主轴夹具使砂轮轴线与水平面成40°，调整电极主轴夹具使电极轴线与水平面平行；然后将第二工业摄像机放置于其镜头轴线与水平面垂直的位置2处，调整砂轮主轴轴线与电极主轴轴线在水平面的投影夹角α为22.62°，并令两轴线相交于坐标原点O处，至此砂轮主轴与电极主轴安装位置调整完成；若设砂轮主轴轴线与电极主轴轴线的角度误差为Δθ，而其在水平面上投影的角度误差为Δα，可列如下方程：式中α＝22.62°，求得Δθ＝0.417·Δα    (4)式中Δα——砂轮与电极轴线水平投影角度误差；    Δθ——轮与电极轴线角度误差；当调整后砂轮轴线与电极轴线水平投影角度存在误差Δα，则砂轮与电极轴线的角度误差Δθ＜0.42Δα；步骤二、小直径金刚石球头砂轮的第一次对刀：小直径球头砂轮修整过程中砂轮主轴保持不动，而修整电极则沿轴线方向直线进给，电极进给的最终位置与砂轮初始位置决定了砂轮修整后的表面形状；为避免砂轮出现过修整或修整不完全，在进行砂轮修整前需调整砂轮中心高并标定电极最终的进给位置，即实现刀具的对刀，其第一次对刀方法如下：对刀时首先在成像图中选取电极端面边缘特征点的最高点与最低点A(x，y₁)和B(x，y₂)，再选取砂轮的两个端面边缘特征点C(m，n)和D(P，q)，则电极中心高为a＝(y₁+y₂)/2，电极端面中心点的坐标为O(x，(y₁+y₂)/2)，砂轮端面中心点的坐标为O’[(m+p)/2，(n+q)/2)]，调节砂轮微位移工作台，使砂轮中心点O’的纵坐标和电极中心点O的纵坐标相等，标定砂轮此时的位置为砂轮零点；将砂轮退出一定位置，调节电极微位移工作台，使电极中心点O和O’点坐标值相同，标定电极此时位置为电极零点，退出电极；使砂轮进给到距离标定砂轮零点砂轮半径R处，为了消除砂轮进给负方向上的误差，将砂轮继续进给50～100μm，此时砂轮中心高调整完毕；电极刚才标定的电极零点并非电极进给最终位置，只是最终所需形成球面的球心，电极所需要进给的最终位置应距离标定电极零点为至此电极进给最终位置确定，砂轮与电极的第一次对刀完成；步骤三、小直径球头金刚石砂轮的第二次对刀：对刀过程如下：在第一次对刀后对砂轮进行修整，修整电极从开始放电处进给150～300μm后，停止电火花修整并退出电极，进行二次对刀；对刀过程与第一次对刀基本相似，但此时所选择的砂轮边缘特征点为新形成的两边缘E点及F点；若砂轮半径为r，长度为L，与回转轴线的角度偏差为θ，则在第一次对刀时，砂轮中心点高度误差Δ₁可由式(5)表示：Δ₁＝L·sinθ    (5)对砂轮修整后进行二次对刀，设修整电极终止位置端面与X轴交点同零点距离为L₁，则用两新生成边缘点再次对刀后的中心高误差Δ₂为：${\Delta }_2=\frac{\sin \theta (L_1·\cos \theta -r)}{\cos 2\theta }---\left(6\right)$在砂轮角度偏差θ一定的情况下，二次对刀时砂轮的对刀误差与砂轮半径及电极进给中止位置有关，修整电极的进给距离越大，被修整金刚石砂轮的半径越大，二次对刀的对刀误差就越小；二次对刀误差Δ₂与一次对刀误差Δ₁比值为：$\frac{{\Delta }_1}{{\Delta }_2}=\frac{L_1·\cos \theta -r}{L·\cos 2\theta }.---\left(7\right)$