高精度金剛石滾輪成型修整裝置的研制及其應(yīng)用
1概況
目前發(fā)達(dá)國(guó)家成型磨削應(yīng)用很普及，成型磨削的特點(diǎn)是：效率高,工件的一致性好，對(duì)操作人員的技能水平要求相對(duì)低一些。要實(shí)現(xiàn)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(diǎn)金剛石修整筆數(shù)控修整，此方法對(duì)機(jī)床的綜合技術(shù)指標(biāo)要求較高，機(jī)床造價(jià)較高。
②復(fù)雜型面金剛石滾輪切入修整，此方法對(duì)機(jī)床技術(shù)指標(biāo)要求相對(duì)低一些，機(jī)床造價(jià)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(shí)間只需幾秒鐘，成型能力強(qiáng)，型面精度穩(wěn)定，特別是在批量生產(chǎn)中更能發(fā)揮它的經(jīng)濟(jì)效益。隨著我國(guó)機(jī)械工業(yè)的發(fā)展，利用成型金剛石滾輪修整砂輪來實(shí)現(xiàn)成型磨削的方法越來越多地被生產(chǎn)廠家采納。由于國(guó)內(nèi)磨床普遍沒有安裝修整裝置，而進(jìn)口磨床造價(jià)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(shè)計(jì)要求和結(jié)構(gòu)確定
1）設(shè)計(jì)要求
工件的磨削質(zhì)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(dòng)態(tài)條件下接觸深度有關(guān)系,其中,砂輪工作面粗糙度對(duì)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(guān)系,具體表現(xiàn)在:金剛石滾輪驅(qū)動(dòng)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(diǎn)的線速度方向,砂輪每轉(zhuǎn)修整進(jìn)給量、光修轉(zhuǎn)數(shù)、金剛石修整滾輪上的金剛石粒度、濃度都對(duì)砂輪粗糙度有很大的影響。相比較而言,修整條件遠(yuǎn)比金剛石滾輪的金剛石粒度和濃度對(duì)砂輪有效粗糙度的影響更大。當(dāng)Vr(滾輪線速度)/ Vs(砂輪線速度)= 1時(shí),修整的砂輪工作表面粗糙度為最大值,這時(shí)其修整作用類似滾壓;而Vr /Vs接近零時(shí),砂輪工作表面粗糙鍍?yōu)榇巫畲笾怠８鶕?jù)磨削綜合指標(biāo)要求及修整實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),推薦Vr/Vs= 0.4～ 0.7[1],在此范圍內(nèi)修整效果最佳,具體數(shù)值主要根據(jù)磨削粗糙度要求和砂輪特性而確定,相對(duì)旋轉(zhuǎn)方向如圖1所示。
2）結(jié)構(gòu)選用
根據(jù)以上設(shè)計(jì)要求，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如下：①主軸部件：該部件是修整裝置的關(guān)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(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(jì)、加工和裝配是關(guān)鍵技術(shù)。金剛石滾輪修整裝置主軸采用如圖2所示結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工精度易保證，調(diào)整方便，精度高，徑向跳動(dòng)小于0.003mm，軸向竄動(dòng)小于0.003mm，端跳小于0.003mm，經(jīng)實(shí)踐證明效果良好。
②傳動(dòng)部件:傳動(dòng)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(dòng)平穩(wěn)的傳送給主軸。
③進(jìn)給部件：進(jìn)給部件的作用是能夠?qū)崿F(xiàn)精密進(jìn)刀，進(jìn)給速度應(yīng)控制在金剛石滾輪每轉(zhuǎn)進(jìn)給量小于0.2μm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)。本裝置借用機(jī)床本身的進(jìn)給機(jī)構(gòu)。
④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(hào)的磨床，其要求連接部件的結(jié)構(gòu)不同。主要根據(jù)機(jī)床的安裝空間和位置設(shè)計(jì)。
3主要技術(shù)參數(shù)
①徑向跳動(dòng)≤0.003mm；
②軸向竄動(dòng)≤0.003mm；
③端跳≤0.003mm；
④金剛石滾輪每轉(zhuǎn)進(jìn)給量≤0.2μm；
⑤噪聲≤65dB。
4應(yīng)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(tuán)公司、北京第二機(jī)床廠、湖北咸寧方向機(jī)廠、上海紡織機(jī)械總廠、廊坊美聯(lián)制動(dòng)器有限公司、武漢威泰數(shù)控主車有限公司、重慶大學(xué)、無錫永凱大齒輪制造有限責(zé)任公司等曲軸磨床、螺紋磨床、外圓磨床、平面磨床等機(jī)床上改裝或加裝使用，提高了生產(chǎn)效率，被加工工件質(zhì)量一致性好，減輕了操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，降低了對(duì)操作人員的技能要求，提高了國(guó)產(chǎn)機(jī)床的使用范圍，為我國(guó)機(jī)床廠家生產(chǎn)成型磨削磨床提供了借鑒經(jīng)驗(yàn)。
