丝杠螺母内螺纹磨削快速对刀装置及方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102922061A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102922061A(43)申请公布日2013.02.13(21)申请号201210484912.1(22)申请日2012.11.26(71)申请人上海理工大学地址200093上海市杨浦区军工路516号(72)发明人迟玉伦李郝林林献坤孙克己(74)专利代理机构上海申汇专利代理有限公司31001代理人吴宝根王晶(51)Int.Cl.B23G1/44(2006.01)B23Q15/24(2006.01)B23Q17/22(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22页(54)发明名称丝杠螺母内螺纹磨削快速对刀装置及方法(57)摘要本发明涉及一种丝杠螺母内螺纹磨削快速对刀装置及方法，声发射传感器是由转动部分和定子部分组成；声发射传感器转子部分包括有声发射传感器的压电测头和电信号传输端，声发射传感器的转子部分通过声发射传感器器两端螺纹装入到砂轮主轴内并随砂轮主轴一起旋转，声发射传感器转子部分通过无线传输方式将声发射信号传送给声发射传感器的定子部分，声发射信号经信号处理器后进入机床数控系统。本发明通过实时测量声发射信号，实现了丝杠螺母内螺纹磨削过程中自动快速对刀，能够满足丝杠螺母的高精度加工要求，对提高丝杠螺母磨削效率和磨削质量有重要意义；该丝杠螺母内螺纹对刀方法不仅在磨削时应用效果很好，也可应用到车削及铣削方面。CN10296ACN102922061A权利要求书1/1页1.一种丝杠螺母内螺纹磨削快速对刀装置，包括砂轮主轴（4）、声发射传感器，其特征在于：所述声发射传感器是由转动部分（1）和定子部分（2）组成；声发射传感器转子部分（1）包括声发射传感器的压电测头（7）和电信号传输端（8），声发射传感器的转子部分（1）通过声发射传感器器两端螺纹装入到砂轮主轴（4）内并随砂轮主轴（4）一起旋转，其中声发射传感器的压电测头（7）靠近砂轮（5）一端；声发射传感器定子部分（2）安装在靠近声发射传感器转子部分（1）的电信号传输端（8）一侧，声发射传感器转子部分（1）通过无线传输方式将声发射信号传送给声发射传感器的定子部分（2），声发射信号经信号处理器（9）后进入机床数控系统（10）。2.一种应用权利要求1的装置进行丝杠螺母内螺纹磨削快速对刀方法，其特征在于：当机床数控系统（10）发出快速对刀信号后，磨削砂轮（5）以F(mm/min)的速度向X负方向移动到距离螺母（6）螺纹底端h处，通过声发射传感器实时采集声发射信号，并经信号处理器（9）进行数字滤波以及与设定的RMS门限值H比较运算；然后砂轮（5）以F1(mm/min)的速度向Z正方向移动，一直到砂轮（5）接触到螺母（6）中螺纹右侧面发生磨削，当声发射传感器检测到被测量信号RMS值变化超过预定门限值H时，机床数控系统（10）立即停止Z轴方向进给运动，并记录该点坐标（X1,Z1）；同样方法，砂轮（5）以F1(mm/min)的速度向Z负方向移动，一直到砂轮（5）接触到螺母（6）中螺纹左侧面发生磨削，当声发射传感器检测到被测量信号RMS值变化超过预定门限值H时，机床数控系统（10）立即停止Z轴方向进给运动，并记录该点坐标（X1,Z2），最后，机床数控系统（10）计算出砂轮对刀中心位置：Z0=(Z1+Z2)/2，砂轮以速度F1(mm/min)移动到坐标位置（X1,Z0）即为砂轮对刀中心坐标。2CN102922061A说明书1/3页丝杠螺母内螺纹磨削快速对刀装置及方法技术领域[0001]本发明涉及一种螺纹磨削方法，尤其是一种丝杠螺母内螺纹磨削快速对刀装置及方法。背景技术[0002]近年来，随着磨削加工技术正向高精度、高效率方向发展，为保证磨削加工质量对磨削对刀提出了更高要求。特别在丝杠螺母内螺纹磨削加工中，如果磨削砂轮相对于丝杠螺母内螺纹对刀不好，会使砂轮两侧面上所分配的加工余量不等，磨削时大余量一侧将承受比小余量一侧更大的磨削力，会严重影响工件表面磨削质量和砂轮使用寿命。传统经验方法借助于听磨削声音或看磨削火花，这些经验方法的特点检测精度低并且难以应用到内螺纹磨削对刀过程中，因此，如何有效实现丝杠螺母内螺纹磨削快速高精度对刀，对提高其磨削效率和磨削质量有着重要意义。声发射(AE)是一种材料受外力或内力作用而产生变形或断裂时,以弹性波的形式释放能量的现象。在磨削过程中，当砂轮与工件接触时，其接触状态可以通过AE信号反映出来。本发明专利基于此原理，提出了一种丝杠螺母内螺纹磨削快速对刀方法。该方法可自动确定出磨削砂轮与丝杠螺母内螺纹的中心对刀位置，并取得了较好的应用效果。发明内容[0003]本发明为了实现丝杠螺母内螺纹磨削过程中的快速高精度对刀，满足丝杠螺母的高精度加工要求，可