一种硬脆材料小孔螺纹成形磨削方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102962532A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102962532A(43)申请公布日2013.03.13(21)申请号201210494730.2(22)申请日2012.11.28(71)申请人北京航天新风机械设备有限责任公司地址100854北京市海淀区永定路52号申请人大连理工大学(72)发明人高航鲍子成曹波鲍永杰陈广华杨安强刘景坡(74)专利代理机构北京万象新悦知识产权代理事务所(普通合伙)11360代理人贾晓玲(51)Int.Cl.B23G1/32(2006.01)权利要求书权利要求书1页1页说明书说明书33页页附图附图55页(54)发明名称一种硬脆材料小孔螺纹成形磨削方法(57)摘要一种硬脆材料小孔螺纹成形磨削方法，属于机械加工及工具技术领域。其特征是用特殊截形的盘形成型砂轮，采取刀轴与孔轴中心平行的螺旋磨削方式加工成形，其中工件不动，刀具在自转的同时，以偏心距e沿孔轴以螺旋轨迹公转。加工运动由盘形成型砂轮的自转、盘形成型砂轮绕孔轴的公转和盘形成型砂轮轴向进给三种运动复合而成。由于刀轴和孔轴平行，理论上存在原理性误差，即因盘形刀具在沿螺旋轨迹加工时，刀具的干涉导致螺纹形状超差，因此该方法要求选用特殊修形的盘形成型砂轮。本发明的效果和益处是与硬质合金或涂层丝锥加工螺纹方法相比，在加工硬脆材料零件小孔螺纹时，既能保证螺纹加工精度，同时可以获得更高的加工效率。CN1029653ACN102962532A权利要求书1/1页1.一种硬脆材料小孔螺纹成形磨削方法，其特征在于，采用盘状成型砂轮；采取刀轴与孔轴中心平行、盘状成型砂轮的自转、盘状成型砂轮绕孔轴的公转和盘状成型砂轮轴向进给三种运动复合而成的螺旋磨削方式。2.根据权利要求1所述的硬脆材料小孔螺纹成形磨削方法，其特征在于，在刀轴与孔轴中心平行的螺旋磨削加工中，工件不动，刀具在自转的同时，以偏心距e沿孔轴以螺旋轨迹公转。3.根据权利要求2所述的硬脆材料小孔螺纹成形磨削方法，其特征在于，砂轮自转速度为1000r/min~30000r/min，且公转偏心距e应满足公式（2）要求；螺距P、盘状成型砂轮轴向进给速度f和盘状成型砂轮绕孔轴公转速度ω满足公式（3）要求，式中：D为标准内螺纹公称直径；d为盘状成型砂轮直径4.根据权利要求1所述的硬脆材料小孔螺纹成形磨削方法，其特征在于，盘状成型砂轮的直径d由公式：d=ηD确定，其中D为标准内螺纹公称直径，η为盘状成型砂轮直径与标准内螺纹公称直径的比例系数；比例系数η由下列公式（1）确定；当下列公式左右两边相等时得到的系数η称为临界系数[η]，式中：δ为原理性误差值；δo为实际加工误差阈值；D为标准内螺纹公称直径；d为盘状成型砂轮直径；P为螺距。5.根据权利要求4所述的硬脆材料小孔螺纹磨削方法，其特征在于，当η≤[η]时，盘状成型砂轮的切削刃夹角：α=αo，其中αo为标准螺纹牙型角；当[η]<η<1时，盘状成型砂轮的切削刃夹角：α=αo-Δα，其中Δα=0.5°～6°。2CN102962532A说明书1/3页一种硬脆材料小孔螺纹成形磨削方法技术领域[0001]本发明属于机械加工及工具技术领域，涉及一种小孔螺纹加工方法，特别涉及一种硬脆材料小孔螺纹成形磨削方法。背景技术[0002]以高体积分数颗粒增强金属基复合材料、陶瓷、石英等为代表的硬脆材料由于具有良好的性能，被广泛应用于现代科技领域。尤其是高体积分数颗粒增强金属基复合材料具有重量轻、模量高、比强度大、热膨胀系数低、耐腐蚀、吸振性好等一系列优点，在航空航天、汽车、战略性武器等领域有广泛的应用。但是硬脆复合材料的高比强度和高比刚度等特点使其成为难加工材料，特别是在硬脆材料零件上加工M2~M5的小孔螺纹更为困难。目前国内研究单位大多采用硬质合金丝锥手工攻丝的方法来加工硬脆材料零件小孔螺纹，为防止昂贵的硬脆复合材料零件在攻丝工序中因刀具折断而变成废品，许多相关制造企业不得已在手工攻丝过程中采用“攻丝-退刀-排屑-攻丝-退刀-排屑”重复步骤加工。加工效率极为低下，而且不能完全保证丝锥在攻丝过程中不发生折断情况。这种落后的小孔螺纹加工技术严重制约了新产品的研制进度和量产能力。采用盘状成形砂轮磨削加工螺纹方法，对于外圆螺纹，包络角度小，加工误差小，因此在生产中已经得到应用。但是对于内孔螺纹的加工，特别是小孔螺纹，由于包络角度大，加工过程中因存在严重的干涉现象，产生原理性误差，因而现实生产中几乎不采用该工艺方法。发明内容[0003]本发明的目的是提供一种硬脆材料小孔螺纹成形磨削方法。解决硬质合金丝锥在攻丝中急剧磨损或因强度不足而折断导致材料报废的问题、排屑不及时对螺纹表面划伤的问题和加工效率低下的问题。[0004]本发明采用的技术方案是：硬脆材料小