高精度金剛石滾輪成型修整裝置的研制及其應用
1概況
目前發達國家成型磨削應用很普及，成型磨削的特點是：效率高,工件的一致性好，對操作人員的技能水平要求相對低一些。要實現成型磨削，首先要解決修整問題。目前通用的修整方法是：
①單點金剛石修整筆數控修整，此方法對機床的綜合技術指標要求較高，機床造價較高。
②復雜型面金剛石滾輪切入修整，此方法對機床技術指標要求相對低一些，機床造價也低一些。這兩種方法相比較，金剛石滾輪切入修整法效率更高。每次修整時間只需幾秒鐘，成型能力強，型面精度穩定，特別是在批量生產中更能發揮它的經濟效益。隨著我國機械工業的發展，利用成型金剛石滾輪修整砂輪來實現成型磨削的方法越來越多地被生產廠家采納。由于國內磨床普遍沒有安裝修整裝置，而進口磨床造價太高，基于上述原因，研制高精度金剛石滾輪修整裝置就成為必然。目前我們研制出了曲軸磨床、螺紋磨床、外圓磨床、平面磨床等磨床用高精度金剛石滾輪修整裝置，并取得了良好的使用效果。
2裝置的設計要求和結構確定
1）設計要求
工件的磨削質量與砂輪的粒度、濃度、硬度、砂輪工作面的粗糙度、鋒利性、自銳性以及動態條件下接觸深度有關系,其中,砂輪工作面粗糙度對其影響最大。而砂輪工作面上的粗糙度與修整條件及修整工具性能有直接關系,具體表現在:金剛石滾輪驅動器的精度,金剛石修整滾輪線速度與砂輪線速度之比,修整接觸點的線速度方向,砂輪每轉修整進給量、光修轉數、金剛石修整滾輪上的金剛石粒度、濃度都對砂輪粗糙度有很大的影響。相比較而言,修整條件遠比金剛石滾輪的金剛石粒度和濃度對砂輪有效粗糙度的影響更大。當Vr(滾輪線速度)/ Vs(砂輪線速度)= 1時,修整的砂輪工作表面粗糙度為最大值,這時其修整作用類似滾壓;而Vr /Vs接近零時,砂輪工作表面粗糙鍍為次最大值。根據磨削綜合指標要求及修整實驗數據,推薦Vr/Vs= 0.4～ 0.7[1],在此范圍內修整效果最佳,具體數值主要根據磨削粗糙度要求和砂輪特性而確定,相對旋轉方向如圖1所示。
2）結構選用
根據以上設計要求，結構設計如下：①主軸部件：該部件是修整裝置的關鍵部件。高精度金剛石滾輪安裝在它的上面，其精度直接影響修整精度，進而影響被加工工件的精度。如何保證本裝置的精度，設計、加工和裝配是關鍵技術。金剛石滾輪修整裝置主軸采用如圖2所示結構。該結構簡單，加工精度易保證，調整方便，精度高，徑向跳動小于0.003mm，軸向竄動小于0.003mm，端跳小于0.003mm，經實踐證明效果良好。
②傳動部件:傳動部件的作用是保證金剛石滾輪轉速的高低旋轉方向符合修整工藝的要求，且將電機的旋轉運動平穩的傳送給主軸。
③進給部件：進給部件的作用是能夠實現精密進刀，進給速度應控制在金剛石滾輪每轉進給量小于0.2μm為限，且能實現快速退刀，控制砂輪修整中的光修轉數。本裝置借用機床本身的進給機構。
④連接部件：連接部件的作用是通過它實現與磨床的連接，不同型號的磨床，其要求連接部件的結構不同。主要根據機床的安裝空間和位置設計。
3主要技術參數
①徑向跳動≤0.003mm；
②軸向竄動≤0.003mm；
③端跳≤0.003mm；
④金剛石滾輪每轉進給量≤0.2μm；
⑤噪聲≤65dB。
4應用情況
本文作者所在公司研制的高精度金剛石滾輪修整裝置先后在珠洲光明玻璃集團公司、北京第二機床廠、湖北咸寧方向機廠、上海紡織機械總廠、廊坊美聯制動器有限公司、武漢威泰數控主車有限公司、重慶大學、無錫永凱大齒輪制造有限責任公司等曲軸磨床、螺紋磨床、外圓磨床、平面磨床等機床上改裝或加裝使用，提高了生產效率，被加工工件質量一致性好，減輕了操作人員的勞動強度，降低了對操作人員的技能要求，提高了國產機床的使用范圍，為我國機床廠家生產成型磨削磨床提供了借鑒經驗。
