金刚石滚轮成形砂轮修整器的结构设计

人气：56发表时间：2018-04-21【大中小】

针对加工轴类工件时，常会遇到尺寸精度要求高、表面粗糙度值小的各种圆弧的难加工问题，提出采用成形磨削法进行圆弧的加工，并针对圆弧加工用的成形砂轮，设计出金刚石滚轮成形砂轮修整器。
　成形磨削是把砂轮修整成与工件轮廓相吻合的形状，加工时砂轮和工件全面接触拷贝出砂轮的廓形，是一种高精度、高效率、低成本的精加工方法。成形磨削由于砂轮各点处的圆周速度不一样，致使各点处的材料去除率不同，从而导致砂轮磨损不均匀，特别是在尖角部位容易崩碎，从而产生形状误差。由于零件的成形形状是砂轮形状的拷贝，这必然对加工精度产生影响，同时磨削余量的不均匀也会导致磨削烧伤等加工缺陷，因此成形砂轮的修整对成形磨削加工过程具有决定性影响。针对圆弧加工用的成形砂轮，设计出专门的金刚石滚轮成形砂轮修整器。

一、砂轮修整器的结构设计
1 主轴部件
　　该部件是修整装置的关键部件。金刚石滚轮安装在它上面，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。此外，金刚石滚轮主轴还应具有足够的刚度，主要是考虑到金刚石滚轮修整力比较大，为提高滚轮寿命，滚轮直径应尽可能的大，该设计中将滚轮直径选为140ｍｍ。金刚石滚轮修整装置主轴采用如图1所示结构。该结构简单，加工精度易有保证，调整比较方便，精度高，径向跳动小于0.003ｍｍ，轴向窜动小于0.003ｍｍ，端跳动小于0.003ｍｍ。

　 2 电机功率
金刚石滚轮修整是用磨削法成形，而金刚石笔修整是车削法成形，故前者的修整力比后者大，所以电机应有足够的扭矩。修整电机的功率是按每毫米宽度15～30Ｗ计算的，电机的功率1KW为最常用。考虑到电机的具体结构及所加工的零件较宽（65ｍｍ），故电机功率选定为1.5kW。
　　3 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。该设计中，采用带传动，即可满足要求。主要是因为带传动具有以下优点：①因带有弹性，能缓冲、吸振，从而传动平稳，噪声小；②当传动过载时，带在带轮上打滑，可以防止其它零件损坏！③结构简单、装拆方便；④可用于中心距离较大的传动。
　 4 进给部件
　　进给部件的作用是能够实现精确进刀，进给速度应该以金刚石滚轮每转进给量小于0.2um为限，且能实现快速退刀，控制砂轮修整中的光修转数。该设计将采用伺服电动机驱动滚珠丝杠的进给机构，可以通过数控系统编程来控制修整进给量和光修转数。
　 5 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。MB1332A半自动外圆磨床的安装空间和位置，可将修整装置安装于砂轮后方，通过滑块与导轨，实现其与磨床的连接。

设计的金刚石滚轮修整装置如图2所示。该装置由滚轮电动机(4)经V带(5)驱动金刚石滚轮(6)回转。伺服电动机(1)、滚珠丝杠(3)由联轴器(2)联结，通过滑块(9)和直线导轨(8)组成数控修整进给机构，可实现在线修整，并可通过数控系统编程来控制修整进给量和光修转数。
在以往的加工中，砂轮圆角完全靠手工在砂轮上用金刚石刀修出，经试磨合格后方可正式加工，生产率低且精度难以保证，同时对操作者的技术水平要求高。若采用成形砂轮进行加工，既可以保证精度，又可以提高生产率，效果很好。要实现成形磨削，就要解决成形砂轮修整问题。该金刚石滚轮成形砂轮修整器的滚轮形状与砂轮形状互补（即滚轮形状与工件形状一致），能够准确地修整砂轮，并且与手工修整相比，效率和精度显著提高，进而提高了成形磨削的质量和生产效率，具有广阔的应用前景。
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