金剛石滾輪成形砂輪修整器的結構設計

1前言

成形磨削是把砂輪修整成與工件輪廓相吻合的形狀,加工時砂輪和工件***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[1]成形磨削時,由于砂輪各點處的圓周速度不一樣,致使各點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,同時磨削余量的不均勻也會導致磨削***等加工缺點,因此成形砂輪的修整對成形磨削加工過程具有決定性影響。針對圓弧加工用的成形砂輪,設計出專門的金剛石滾輪成形砂輪修整器。

2砂輪修整器的結構設計

2.1主軸部件

該部件是修整裝置的關鍵部件。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。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的修整力比較大,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。該結構簡單,加工精度易保證,調(diào)整方便,精度高,徑向跳動小于0.003mm,軸向竄動小于0.003mm,端跳動小于0.003mm。

2.2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[2]計算的,電機的功率1kW為相當常用?？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。

2.3傳動部件

傳動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,且將電機的旋轉(zhuǎn)運動平穩(wěn)的傳送給主軸。該設計中,采用帶傳動,即可滿足要求。主要是因為帶傳動具有以下***:因帶有彈性,能緩沖、吸振,從而傳動平穩(wěn),噪聲小; 當傳動過載時,帶在帶輪上打滑,可以防止其它零件損壞;!結構簡單、裝拆方便;?可用于中心距離較大的傳動。

2.4進給部件

進給部件的作用是能夠?qū)崿F(xiàn)精確進刀,進給速度應以金剛石滾輪每轉(zhuǎn)進給量小于0.2m為限,且能實現(xiàn)快速退刀,控制砂輪修整中的光修轉(zhuǎn)數(shù)。該設計將采用伺服電動機驅(qū)動滾珠絲杠的進給機構,可以通過數(shù)控系統(tǒng)編程來控制修整進給量和光修轉(zhuǎn)數(shù)。

2.5連接部件

連接部件的作用是通過它實現(xiàn)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。根據(jù)實驗室MB1332A半自動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,通過滑塊與導軌,實現(xiàn)其與磨床的連接。

1.伺服電動機2.聯(lián)軸器3.滾珠絲杠4.滾輪電動機5.傳動V帶6.金剛石滾輪7.砂輪8.直線導軌9.滑塊

設計的金剛石滾輪修整裝置如圖2所示。該裝置由滾輪電動機4經(jīng)V帶5驅(qū)動金剛石滾輪6回轉(zhuǎn)。伺服電動機1和滾珠絲杠3由聯(lián)軸器2聯(lián)結,通過滑塊9和直線導軌8組成數(shù)控修整進給機構,可實現(xiàn)在線修整,并可通過數(shù)控系統(tǒng)編程來控制修整進給量和光修轉(zhuǎn)數(shù)。

3結語

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,同時對操作者的技術水平要求高。若采用成形砂輪進行加工,既可以保證精度,又可以提高生產(chǎn)率,效果很好。要實現(xiàn)成形磨削,就要解決成形砂輪修整問題。筆者設計的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***提高,進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