基于单转盘变曲率沟槽研磨方法的球体加工试验研究

目的针对传统V形槽研磨方球体时自转角恒定、加工轨迹不能均匀包络整个球面而影响产品一致性的问题,提出一种单转盘变曲率沟槽球体研磨加工方法,使球体运动状态随沟槽曲率的变化而变化。方法基于纯滚动假设条件,通过几何运动学分析建立自转角与运动轨迹的关系模型,并自主研发了变曲率沟槽循环研磨机床,在该平台上对G16级GCr15钢球进行加工试验,改变研磨液、载荷、转速与研磨盘等工艺参数,经过粗磨、精磨和抛光三道工序,以球体圆度、粗糙度与批内一致性测量结果为指标,对单转盘变曲率沟槽的研磨效果进行评价。结果仿真结果表明,通过优化变曲率轨迹参数能实现球体表面加工轨迹的均匀全包络,轨迹均匀性标准差SD达到0.1986。球体抛光后,圆度均值为0.095μm,表面粗糙度均值为0.011μm,一致性达到了0.17μm,加工精度达到G5级球要求。结论沟槽滚道曲率的变化可使球体自转角在0?~90?之间持续变化,改变球体的运动姿态,获得全包络研磨轨迹,进而实现球体高效高一致性的加工,具有较强的工程应用价值。