金剛石滾輪成形砂輪修整器的結構設計
針對加工軸類(lèi)工件時(shí)，常會(huì )遇到尺寸精度要求高、表面粗糙度值小的各種圓弧的難加工問(wèn)題，提出采用成形磨削法進(jìn)行圓弧的加工，并針對圓弧加工用的成形砂輪，設計出金剛石滾輪成形砂輪修整器。
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(shí)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。成形磨削由于砂輪各點(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(shí)磨削余量的不均勻也會(huì )導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(guò)程具有決定性影響。針對圓弧加工用的成形砂輪，設計出專(zhuān)門(mén)的金剛石滾輪成形砂輪修整器。
一、砂輪修整器的結構設計
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，設計、加工和裝配是關(guān)鍵技術(shù)。此外，金剛石滾輪主軸還應具有足夠的剛度，主要是考慮到金剛石滾輪修整力比較大，為提高滾輪壽命，滾輪直徑應盡可能的大，該設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所示結構。該結構簡(jiǎn)單，加工精度易有保證，調整比較方便，精度高，徑向跳動(dòng)小于0.003ｍｍ，軸向竄動(dòng)小于0.003ｍｍ，端跳動(dòng)小于0.003ｍｍ。
2 電機功率
金剛石滾輪修整是用磨削法成形，而金剛石筆修整是車(chē)削法成形，故前者的修整力比后者大，所以電機應有足夠的扭矩。修整電機的功率是按每毫米寬度15～30Ｗ計算的，電機的功率1KW為最常用?？紤]到電機的具體結構及所加工的零件較寬（65ｍｍ），故電機功率選定為1.5kW。
3 傳動(dòng)部件
傳動(dòng)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(dòng)平穩的傳送給主軸。該設計中，采用帶傳動(dòng)，即可滿(mǎn)足要求。主要是因為帶傳動(dòng)具有以下優(yōu)點(diǎn)：①因帶有彈性，能緩沖、吸振，從而傳動(dòng)平穩，噪聲??；②當傳動(dòng)過(guò)載時(shí)，帶在帶輪上打滑，可以防止其它零件損壞?、劢Y構簡(jiǎn)單、裝拆方便；④可用于中心距離較大的傳動(dòng)。
4 進(jìn)給部件
進(jìn)給部件的作用是能夠實(shí)現精確進(jìn)刀，進(jìn)給速度應該以金剛石滾輪每轉進(jìn)給量小于0.2um為限，且能實(shí)現快速退刀，控制砂輪修整中的光修轉數。該設計將采用伺服電動(dòng)機驅動(dòng)滾珠絲杠的進(jìn)給機構，可以通過(guò)數控系統編程來(lái)控制修整進(jìn)給量和光修轉數。
5 連接部件
連接部件的作用是通過(guò)它實(shí)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。MB1332A半自動(dòng)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(guò)滑塊與導軌，實(shí)現其與磨床的連接。
設計的金剛石滾輪修整裝置如圖2所示。該裝置由滾輪電動(dòng)機(4)經(jīng)V帶(5)驅動(dòng)金剛石滾輪(6)回轉。伺服電動(dòng)機(1)、滾珠絲杠(3)由聯(lián)軸器(2)聯(lián)結，通過(guò)滑塊(9)和直線(xiàn)導軌(8)組成數控修整進(jìn)給機構，可實(shí)現在線(xiàn)修整，并可通過(guò)數控系統編程來(lái)控制修整進(jìn)給量和光修轉數。
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(shí)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)現成形磨削，就要解決成形砂輪修整問(wèn)題。該金剛石滾輪成形砂輪修整器的滾輪形狀與砂輪形狀互補（即滾輪形狀與工件形狀一致），能夠準確地修整砂輪，并且與手工修整相比，效率和精度顯著(zhù)提高，進(jìn)而提高了成形磨削的質(zhì)量和生產(chǎn)效率，具有廣闊的應用前景。
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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(shí)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。成形磨削由于砂輪各點(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(shí)磨削余量的不均勻也會(huì )導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(guò)程具有決定性影響。針對圓弧加工用的成形砂輪，設計出專(zhuān)門(mén)的金剛石滾輪成形砂輪修整器。
一、砂輪修整器的結構設計
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，設計、加工和裝配是關(guān)鍵技術(shù)。此外，金剛石滾輪主軸還應具有足夠的剛度，主要是考慮到金剛石滾輪修整力比較大，為提高滾輪壽命，滾輪直徑應盡可能的大，該設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所示結構。該結構簡(jiǎn)單，加工精度易有保證，調整比較方便，精度高，徑向跳動(dòng)小于0.003ｍｍ，軸向竄動(dòng)小于0.003ｍｍ，端跳動(dòng)小于0.003ｍｍ。
2 電機功率
金剛石滾輪修整是用磨削法成形，而金剛石筆修整是車(chē)削法成形，故前者的修整力比后者大，所以電機應有足夠的扭矩。修整電機的功率是按每毫米寬度15～30Ｗ計算的，電機的功率1KW為最常用?？紤]到電機的具體結構及所加工的零件較寬（65ｍｍ），故電機功率選定為1.5kW。
3 傳動(dòng)部件
傳動(dòng)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(dòng)平穩的傳送給主軸。該設計中，采用帶傳動(dòng)，即可滿(mǎn)足要求。主要是因為帶傳動(dòng)具有以下優(yōu)點(diǎn)：①因帶有彈性，能緩沖、吸振，從而傳動(dòng)平穩，噪聲??；②當傳動(dòng)過(guò)載時(shí)，帶在帶輪上打滑，可以防止其它零件損壞?、劢Y構簡(jiǎn)單、裝拆方便；④可用于中心距離較大的傳動(dòng)。
4 進(jìn)給部件
進(jìn)給部件的作用是能夠實(shí)現精確進(jìn)刀，進(jìn)給速度應該以金剛石滾輪每轉進(jìn)給量小于0.2um為限，且能實(shí)現快速退刀，控制砂輪修整中的光修轉數。該設計將采用伺服電動(dòng)機驅動(dòng)滾珠絲杠的進(jìn)給機構，可以通過(guò)數控系統編程來(lái)控制修整進(jìn)給量和光修轉數。
5 連接部件
連接部件的作用是通過(guò)它實(shí)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。MB1332A半自動(dòng)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(guò)滑塊與導軌，實(shí)現其與磨床的連接。
設計的金剛石滾輪修整裝置如圖2所示。該裝置由滾輪電動(dòng)機(4)經(jīng)V帶(5)驅動(dòng)金剛石滾輪(6)回轉。伺服電動(dòng)機(1)、滾珠絲杠(3)由聯(lián)軸器(2)聯(lián)結，通過(guò)滑塊(9)和直線(xiàn)導軌(8)組成數控修整進(jìn)給機構，可實(shí)現在線(xiàn)修整，并可通過(guò)數控系統編程來(lái)控制修整進(jìn)給量和光修轉數。
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(shí)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)現成形磨削，就要解決成形砂輪修整問(wèn)題。該金剛石滾輪成形砂輪修整器的滾輪形狀與砂輪形狀互補（即滾輪形狀與工件形狀一致），能夠準確地修整砂輪，并且與手工修整相比，效率和精度顯著(zhù)提高，進(jìn)而提高了成形磨削的質(zhì)量和生產(chǎn)效率，具有廣闊的應用前景。
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