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?；诰G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。