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　　申請號：201610318045.2
　　申請人：哈爾濱工業大學
　　發明人：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，本發明涉及金剛石球頭砂輪的在位精密修整裝置及方法。本發明的目的是為了解決現有金剛石球頭砂輪磨削加工后工件的加工精度低、成本高、不易于實現、通用性弱的問題。基于綠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置，修整主軸的軸線與磨削主軸的旋轉軸線相互垂直。本發明用于精密機械加工領域。 　　主權利要求：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)同軸心設置，修整主軸(2)的軸線與磨削主軸(4)的旋轉軸線相互垂直。
　　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)之間的距離進行調整，使修整主軸(2)的軸線與磨削主軸(4)的旋轉軸 線相互垂直；步驟二、使用激光測微儀測定綠碳化硅碟片(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，然后采用預修 整參數使綠碳化硅碟片(1)按預修整的半圓形修整軌跡方程繞金剛石球頭砂輪(3)做相對 運動，每完成一次上述相對運動后，金剛石球頭砂輪(3)進行一次進給，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現金剛石球頭砂輪(3)的預修整，當金剛石球頭 砂輪(3)表面完全被修到后預修整過程結束；步驟三、再次使用激光測微儀測定綠碳化硅碟片(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，計算綠碳化硅碟片(1)在修整金剛石球頭砂輪(3)時的修整比N；步驟四、將綠碳化硅碟片的修整比N計入預修整的半圓形修整軌跡，重新設置修整補償 軌跡；使綠碳化硅碟片(1)按照重新設置修整補償軌跡繞金剛石球頭砂輪(3)做相對運動進 行精修整，精修整參數與預修整參數相同；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0.5mm，然后再按照修整補償軌跡進行下次修整，直至金剛石球頭砂 輪(3)的待修整表面全部完成精修整。
　　3.根據權利要求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.根據權利要求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.根據權利要求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.根據權利要求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.根據權利要求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修整參數為：金剛石球頭砂輪(3)轉速為1500rpm、綠碳化硅碟片(1) 轉速為5000rpm、修整深度為5μm、進給速率為10mm/min。
　　8.根據權利要求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 半徑，θ為極角，X為X軸，在XOZ平面內與磨削主軸(4)的旋轉軸線垂直，Y為Y軸，在在XOY平面 內與X軸垂直，Z為Z軸，Z軸空間垂直于X軸和Y軸。
　　9.根據權利要求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.根據權利要求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，為正整數；Rn為第n次修整時的綠碳化硅碟片(1)半 徑；ap為修整深度。