1前言

成形磨削是把砂輪修整成與工件輪廓相吻合的形狀,加工時砂輪和工件全面接觸拷貝出砂輪的廓

形,是一種高精度、高效率、低成本的精加工方法[1]

。成形磨削時,由于砂輪各點(diǎn)處的圓周速度不一樣,致使各點(diǎn)處的材料去除率不同,從而導(dǎo)致砂輪磨損不均勻,特別是在尖角部位容易崩碎,從而產(chǎn)生形狀誤差。由于零件的成形形狀是砂輪形狀的拷貝,這必然對加工精度產(chǎn)生影響,同時磨削余量的不均勻也會導(dǎo)致磨削燒傷等加工缺陷,因此成形砂輪的修整對成形磨削加工過程具有決定性影響。針對圓弧加工用的成形砂輪,設(shè)計出專門的金剛石滾輪成形砂輪修整器。

2砂輪修整器的結(jié)構(gòu)設(shè)計

2.1主軸部件

該部件是修整裝置的關(guān)鍵部件。金剛石滾輪安裝在它的上面,其精度直接影響修整精度,進(jìn)而影響

被加工工件的精度。如何保證本裝置的精度,設(shè)計、加工和裝配是關(guān)鍵技術(shù)。此外,金剛石滾輪主軸還應(yīng)具有足夠的剛度,主要是考慮到金剛石滾輪的修整力比較大,為提高滾輪壽命,滾輪直徑應(yīng)盡可能的大,該設(shè)計中將滾輪直徑選為140mm。金剛石滾輪修整裝置主軸采用如圖1所示結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)簡單,加工精度易保證,調(diào)整方便,精度高,徑向跳動小于0.003mm,軸向竄動小于0.003mm,端跳動小于0.003mm。

2.2電機(jī)功率

金剛石滾輪修整是用磨削法成形,而金剛石筆修整是車削法成形,故前者的修整力比后者大,所以電機(jī)應(yīng)有足夠的扭矩。修整電機(jī)的功率是按每毫米寬度15~30W

[2]

計算的,電機(jī)的功率1kW為最常用。

考慮到電機(jī)的具體結(jié)構(gòu)及所加工的零件較寬(65mm),故電機(jī)功率選定為1.5kW。2.3傳動部件

傳動部件的作用是保證金剛石滾輪轉(zhuǎn)速的高低、旋轉(zhuǎn)方向符合修整工藝的要求,且將電機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動平穩(wěn)的傳送給主軸。該設(shè)計中,采用帶傳動,即可滿足要求。主要是因?yàn)閹鲃泳哂幸韵聝?yōu)點(diǎn):?因帶有彈性,能緩沖、吸振,從而傳動平穩(wěn),噪聲小; 當(dāng)傳動過載時,帶在帶輪上打滑,可以防止其它零件損壞;!結(jié)構(gòu)簡單、裝拆方便;∀可用于中心距離較大的傳動。

2.4進(jìn)給部件

進(jìn)給部件的作用是能夠?qū)崿F(xiàn)精確進(jìn)刀,進(jìn)給速度應(yīng)以金剛石滾輪每轉(zhuǎn)進(jìn)給量小于0.2m為限,且能實(shí)現(xiàn)快速退刀,控制砂輪修整中的光修轉(zhuǎn)數(shù)。該設(shè)計將采用伺服電動機(jī)驅(qū)動滾珠絲杠的進(jìn)給機(jī)構(gòu),可以通過數(shù)控系統(tǒng)編程來控制修整進(jìn)給量和光修轉(zhuǎn)數(shù)。2.5連接部件

連接部件的作用是通過它實(shí)現(xiàn)與磨床的連接。不同型號的磨床,其要求連接部件的結(jié)構(gòu)不同。根據(jù)實(shí)驗(yàn)室MB1332A半自動外圓磨床的安裝空間和位置,可將修整裝置安裝于砂輪后方,通過滑塊與導(dǎo)軌,實(shí)現(xiàn)其與磨床的連接。

1.伺服電動機(jī)2.聯(lián)軸器3.滾珠絲杠4.滾輪電動機(jī)5.傳動V帶6.金剛石滾輪7.砂輪8.直線導(dǎo)軌9.滑塊

設(shè)計的金剛石滾輪修整裝置如圖2所示。該裝

置由滾輪電動機(jī)4經(jīng)V帶5驅(qū)動金剛石滾輪6回轉(zhuǎn)。伺服電動機(jī)1和滾珠絲杠3由聯(lián)軸器2聯(lián)結(jié),通過滑

塊9和直線導(dǎo)軌8組成數(shù)控修整進(jìn)給機(jī)構(gòu),可實(shí)現(xiàn)在線修整,并可通過數(shù)控系統(tǒng)編程來控制修整進(jìn)給量和光修轉(zhuǎn)數(shù)。

3結(jié)語

在以往的加工中,砂輪圓角完全靠手工在砂輪上用金剛石刀修出,經(jīng)試磨合格后方可正式加工,生產(chǎn)率低且精度難以保證,同時對操作者的技術(shù)水平要求高。若采用成形砂輪進(jìn)行加工,既可以保證精度,又可以提高生產(chǎn)率,效果很好。要實(shí)現(xiàn)成形磨削,就要解決成形砂輪修整問題。筆者設(shè)計的金剛石滾輪成形砂輪修整器的滾輪形狀與砂輪形狀互補(bǔ)(即滾輪形狀與工件形狀一致),能夠準(zhǔn)確地修整砂輪,并且與手工修整相比,效率和精度顯著提高,進(jìn)而提高了成形磨削的質(zhì)量和生產(chǎn)效率,具有廣闊的應(yīng)用前景