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好文分享---金刚石滚轮成型修整装置

http://www.momo35.com    来源:《金刚石与磨料工程》    日期:2019-04-26

高精度金刚石滚轮成型修整装置的研制及其应用
 
1概况

目前发达国家成型磨削应用很普及,成型磨削的特点是:效率高,工件的一致性好,对操作人员的技能水平要求相对低一些。要实现成型磨削,首先要解决修整问题。目前通用的修整方法是:
 
①单点金刚石修整笔数控修整,此方法对机床的综合技术指标要求较高,机床造价较高。
②复杂型面金刚石滚轮切入修整,此方法对机床技术指标要求相对低一些,机床造价也低一些。这两种方法相比较,金刚石滚轮切入修整法效率更高。每次修整时间只需几秒钟,成型能力强,型面精度稳定,特别是在批量生产中更能发挥它的经济效益。随着我国机械工业的发展,利用成型金刚石滚轮修整砂轮来实现成型磨削的方法越来越多地被生产厂家采纳。由于国内磨床普遍没有安装修整装置,而进口磨床造价太高,基于上述原因,研制高精度金刚石滚轮修整装置就成为必然。目前我们研制出了曲轴磨床、螺纹磨床、外圆磨床、平面磨床等磨床用高精度金刚石滚轮修整装置,并取得了良好的使用效果。
 
2装置的设计要求和结构确定
 
1)设计要求
工件的磨削质量与砂轮的粒度、浓度、硬度、砂轮工作面的粗糙度、锋利性、自锐性以及动态条件下接触深度有关系,其中,砂轮工作面粗糙度对其影响最大。而砂轮工作面上的粗糙度与修整条件及修整工具性能有直接关系,具体表现在:金刚石滚轮驱动器的精度,金刚石修整滚轮线速度与砂轮线速度之比,修整接触点的线速度方向,砂轮每转修整进给量、光修转数、金刚石修整滚轮上的金刚石粒度、浓度都对砂轮粗糙度有很大的影响。相比较而言,修整条件远比金刚石滚轮的金刚石粒度和浓度对砂轮有效粗糙度的影响更大。当Vr(滚轮线速度)/ Vs(砂轮线速度)= 1时,修整的砂轮工作表面粗糙度为最大值,这时其修整作用类似滚压;而Vr /Vs接近零时,砂轮工作表面粗糙镀为次最大值。根据磨削综合指标要求及修整实验数据,推荐Vr/Vs= 0.4~ 0.7[1],在此范围内修整效果最佳,具体数值主要根据磨削粗糙度要求和砂轮特性而确定,相对旋转方向如图1所示。



2)结构选用
根据以上设计要求,结构设计如下:①主轴部件:该部件是修整装置的关键部件。高精度金刚石滚轮安装在它的上面,其精度直接影响修整精度,进而影响被加工工件的精度。如何保证本装置的精度,设计、加工和装配是关键技术。金刚石滚轮修整装置主轴采用如图2所示结构。该结构简单,加工精度易保证,调整方便,精度高,径向跳动小于0.003mm,轴向窜动小于0.003mm,端跳小于0.003mm,经实践证明效果良好。



②传动部件:传动部件的作用是保证金刚石滚轮转速的高低旋转方向符合修整工艺的要求,且将电机的旋转运动平稳的传送给主轴。
③进给部件:进给部件的作用是能够实现精密进刀,进给速度应控制在金刚石滚轮每转进给量小于0.2μm为限,且能实现快速退刀,控制砂轮修整中的光修转数。本装置借用机床本身的进给机构。
④连接部件:连接部件的作用是通过它实现与磨床的连接,不同型号的磨床,其要求连接部件的结构不同。主要根据机床的安装空间和位置设计。
 
3主要技术参数
 
①径向跳动≤0.003mm;
②轴向窜动≤0.003mm;
③端跳≤0.003mm;
④金刚石滚轮每转进给量≤0.2μm;
⑤噪声≤65dB。
 
4应用情况

本文作者所在公司研制的高精度金刚石滚轮修整装置先后在珠洲光明玻璃集团公司、北京第二机床厂、湖北咸宁方向机厂、上海纺织机械总厂、廊坊美联制动器有限公司、武汉威泰数控主车有限公司、重庆大学、无锡永凯大齿轮制造有限责任公司等曲轴磨床、螺纹磨床、外圆磨床、平面磨床等机床上改装或加装使用,提高了生产效率,被加工工件质量一致性好,减轻了操作人员的劳动强度,降低了对操作人员的技能要求,提高了国产机床的使用范围,为我国机床厂家生产成型磨削磨床提供了借鉴经验。
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