專利名稱：研磨壓力漸變的高速研磨方法
技術領域：
本發明涉及到一種有關固著磨料高速研磨工藝中研磨壓力漸變的高速研磨方法，在研磨 過程中，研磨壓力的變化逐漸進行，減小磨具與工件間的沖擊，從而提高加工精度和效率， 屬于超精密機械加工技術領域。
背景技術：
在使用固著磨料高速研磨機加工時，根據所施加的研磨壓力N將研磨加工過程分為三個 階段，見圖1所示。施加研磨壓力N為初始的低值N,的過程為啟動階段，對應的研磨時間t 為t。 t,，在這個階段，工件加工表面與磨具研磨表面尚未良好接觸，在它們之間容易產生沖 擊，因此，研磨壓力N取初始的低值N,。當啟動階段完成后，施加研磨壓力N為正常的高 值N2的過程為正常階段，對應的研磨時間t為t廣t2，在這個階段，工件的加工表面與磨具的 研磨表面接觸良好，因此，研磨壓力N取正常的高值N2，以提高研磨加工效率。當正常階段 結束后研磨進入結束階段，為了提高研磨加工質量，需要施加研磨壓力N為低值N,再研磨 一段時間，對應的研磨時間t為t2~t3。
發明內容
在所述研磨過程中，研磨壓力N的變化呈階越狀態，從N,直接提高到N2，又從N2直接 降低到Ni。特別是從研磨啟動階段向正常階段的轉換，研磨壓力N突然增大，其變化速度在 理論上為無窮大，這就會在磨具與工件間產生沖擊，對工件表面造成新的破壞，不僅會導致 工件加工表面更加粗糙，增大加工量，降低加工效率，而且還會降低工件的加工精度，甚至 還會損壞磨具。為了緩解高速研磨過程磨具與工件之間的沖擊，以保證加工精度，提高加工 效率，避免磨具損壞，我們發明了一種研磨壓力漸變的高速研磨方法。
本發明是這樣實現的，在研磨啟動階段，研磨壓力N從低值N,逐漸提高到高值N2，進 入研磨正常階段，在研磨結束階段，研磨壓力N從高值N2逐漸降低到低值N^
根據工件加工表面面積和工件材質屈服極限等參數確定不同研磨階段的研磨壓力N。由 于在研磨啟動階段，研磨壓力N從低值Ni逐漸提高到高值N2，進入研磨正常階段，而在研 磨結束階段，研磨壓力N又是從高值N2逐漸降低到低值Np也就是說，研磨壓力N的變化 呈漸變狀態，因此，緩解了磨具與工件之間的沖擊，從而能夠保證加工精度，提高加工效率， 避免磨具損壞。例如，加工硬質合金密封環，確定研磨壓力N低值N產500牛頓，高值N產IOOO牛頓，加工到與現有技術相同的精度，總研磨時間t縮短10~15%，磨具壽命延長5~10%。
圖1是現有技術研磨壓力N與研磨時間t關系曲線圖。圖2是本發明研磨壓力N隨研磨 時間t變化的線性關系曲線圖。圖3是本發明研磨壓力N隨研磨時間t變化的非線性關系凹 圓弧曲線圖。圖4是本發明研磨壓力N隨研磨時間t變化的非線性關系余弦曲線圖，該圖兼 作為摘要附圖。
具體實施例方式
實施例一，見圖2所示
在研磨啟動階段，研磨時間t為to t,，研磨壓力N從低值N,逐漸提高到高值N2，研磨
壓力N與研磨時間t呈線性關系，關系曲線是具有某一斜率的直線
'-,o I —々
W一M
=0 (t。《t《ti);
進入研磨正常階段，研磨時間t為U t2,研磨壓力N保持高值N2不變；
在研磨結束階段，研磨時間t為t2 t3，研磨壓力N從高值N2逐漸降低到低值N,，研磨
壓力N與研磨時間t呈線性關系，關系曲線是具有某一斜率的直線
G —f f3 —^
:0 (t2《t《t3)。
i 乂
研磨壓力N按這種方式變化，雖然研磨壓力N不論是在啟動階段、還是結束階段都是逐 漸變化，但是，研磨壓力N的變化在開始時刻和結束時刻還會引起磨具與工件之間的輕微慣 性沖擊。為此，研磨壓力N隨研磨時間t的變化的另一類方式是研磨壓力N隨研磨時間t非 線性變化，通過實施例二和實施例三敘述。
實施例二，見圖3所示
在研磨啟動階段，研磨時間t為to t。研磨壓力N從低值Ni逐漸提高到高值N2，研磨 壓力N與研磨時間t呈非線性關系，關系曲線為具有某一曲率的凹圓弧曲線
1 —^
+
iV2 - iV W, —W,
、
=1
(t0《t《t2);
進入研磨正常階段，研磨時間t為h t2，研磨壓力N保持高值N2不變；
在研磨結束階段，研磨時間t為t2 t3，研磨壓力N從高值N2逐漸降低到低值Nu研磨 壓力N與研磨時間t呈非線性關系，關系曲線是具有某一曲率的凹圓弧曲線
f3 —f /3 — f 2
+
7V2 - iV W2 -i^
=1
4在研磨啟動階段研磨壓力N按凹圓弧曲線上升時，在研磨壓力N變化的開始時刻，研磨 壓力N變化平穩，逐漸提高。當研磨壓力N的變化接近結束時刻，研磨壓力N提高較快， 又會引起磨具與工件之間的慣性沖擊。為此，提出另一種研磨壓力N隨研磨時間t非線性變 化的方式，即研磨壓力N與研磨時間t關系曲線為余弦曲線，通過實施例三敘述。
實施例三，見圖4所示
在研磨啟動階段，研磨時間t為to t,，研磨壓力N從低值I^逐漸提高到高值N2，研磨 壓力N與研磨時間t呈非線性關系，關系曲線為余弦曲線-
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進入研磨正常階段，研磨時間t為t廣t2，研磨壓力N保持高值N2不變; 在研磨結束階段，研磨時間t為t2 t3，研磨壓力N從高值N2逐漸降低到低值Np研磨 壓力N與研磨時間t呈非線性關系，關系曲線為余弦曲線
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不論在研磨開始階段還是研磨結束階段，不論在研磨壓力N變化的開始時刻還是結束時 刻，研磨壓力N的變化均平穩進行，因而，均不會引起磨具與工件之間的慣性沖擊。
權利要求
1、一種研磨壓力漸變的高速研磨方法，包括啟動階段、正常階段、結束階段，正常階段的研磨壓力N取高值N2，其特征在于，在研磨啟動階段，研磨壓力N從低值N1逐漸提高到高值N2，進入研磨正常階段，在研磨結束階段，研磨壓力N從高值N2逐漸降低到低值N1。
2、 根據權利要求1所述的高速研磨方法，其特征在于，在研磨啟動階段，研磨時間t為 to tp研磨壓力N從低值Ni逐漸提高到高值N2，研磨壓力N與研磨時間t呈線性關系，關 系曲線是具有某一斜率的直線=0 (t。《t《t。；在研磨結束階段，研磨時間t為t2 t3，研磨壓力N從高值N2逐漸降低到低值Np研磨壓力N與研磨時間t呈線性關系，關系曲線是具有某一斜率的直線<formula>formula see original document page 2</formula>
3、根據權利要求1所述的高速研磨方法，其特征在于，在研磨啟動階段，研磨時間t為 to tp研磨壓力N從低值Ni逐漸提高到高值N2，研磨壓力N與研磨時間t呈非線性關系， 關系曲線為具有某一曲率的凹圓弧曲線<formula>formula see original document page 2</formula>在研磨結束階段，研磨時間t為t廣t3，研磨壓力N從高值N2逐漸降低到低值Np研磨壓力N與研磨時間t呈非線性關系，關系曲線是具有某一曲率的凹圓弧曲線<formula>formula see original document page 2</formula>。
4、根據權利要求1所述的高速研磨方法，其特征在于，在研磨啟動階段，研磨時間t為 to ti，研磨壓力N從低值Nt逐漸提高到高值N2，研磨壓力N與研磨時間t呈非線性關系， 關系曲線為余弦曲線(t。《t《ti);在研磨結束階段，研磨時間t為t2 t3,研磨壓力N從高值N2逐漸降低到低值Ni,研磨壓力N 與研磨時間t呈非線性關系，關系曲線為余弦曲線<formula>formula see original document page 2</formula>
全文摘要
研磨壓力漸變的高速研磨方法屬于超精密機械加工技術領域。現有方法研磨壓力的變化呈階越狀態，這就會在磨具與工件間產生沖擊，對工件表面造成新的破壞，不僅會導致工件加工表面更加粗糙，增大加工量，降低加工效率，而且還會降低工件的加工精度，甚至還會損壞磨具。本發明在研磨啟動階段研磨壓力從低值逐漸提高到高值，進入研磨正常階段，在研磨結束階段，研磨壓力從高值逐漸降低到低值。本發明應用于高速超精密研磨加工領域。
文檔編號B24B37/00GK101508092SQ200810051708
公開日2009年8月19日 申請日期2008年12月30日 優先權日2008年12月30日
發明者楊建東, 田春林, 郝子強 申請人:長春理工大學