金剛石滾輪成形砂輪修整器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

孫燕燕, 林東玲, 張 宇, 喬楠楠(.沈陽汽車工業(yè)學(xué)院,遼寧沈陽005;.沈陽市工業(yè)技木學(xué)校,遼寧沈陽00)

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(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。成形磨削時(shí),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(dǎo)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(duì)加工精度產(chǎn)生影響,同時(shí)磨削余量的不均勻也會(huì)導(dǎo)致磨削燒傷等加工缺陷,因此成形砂輪的修整對(duì)成形磨削加工過程具有決定性影響。本文針對(duì)圓弧加工用的成形砂輪,設(shè)計(jì)出了專門的金剛石滾輪成形砂輪修整器。

2 砂輪修整器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

1.1 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)。此外,金剛石滾輪主軸還應(yīng)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(yīng)盡可能的大,該設(shè)計(jì)中將滾輪直徑選為140 mm。金剛石滾輪修整裝置主軸采用如圖1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0.003 mm,軸向竄動(dòng)小于0.003 mm,端面跳動(dòng)小于0.003 mm,經(jīng)實(shí)踐證明效果良好。

圖1 金剛石滾輪修整裝置主軸結(jié)構(gòu)圖Fig.1 Diamond grinding wheel dresser main shaft construction diagram

2.2 電機(jī)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(jī)應(yīng)有足夠的扭矩。修整電機(jī)的功率是按每毫米寬度15～30 W計(jì)算的。電機(jī)的功率1 kW為最常用?？紤]到電機(jī)的具體結(jié)構(gòu)及所加工的零件較寬(65 mm),故電機(jī)功率選定為1.5 kW。

2.3 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。本設(shè)計(jì)中,采用帶傳動(dòng),即可滿足要求。主要是因?yàn)閹鲃?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(wěn),噪聲小;(2)當(dāng)傳動(dòng)過載時(shí),帶在帶輪上打滑,可以防止其它零件損壞;(3)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、裝拆方便;(4)可用于中心距離較大的傳動(dòng)。

2.4 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0.2 μ m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)。本設(shè)計(jì)將采用伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)滾珠絲杠的進(jìn)給機(jī)構(gòu),可以通過數(shù)控系統(tǒng)編程采控制進(jìn)給量、進(jìn)給速度及光修時(shí)間。

2.5 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。根據(jù)實(shí)驗(yàn)室MBl332A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,通過滑塊與導(dǎo)軌,實(shí)現(xiàn)其與磨床的連接。

本文設(shè)計(jì)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(jī)4經(jīng)V帶5驅(qū)動(dòng)金剛石滾輪6回轉(zhuǎn)。伺服電動(dòng)機(jī)1和滾珠絲杠3由聯(lián)軸器2聯(lián)結(jié),通過滑塊9和直線導(dǎo)軌8組成數(shù)控修整進(jìn)給機(jī)構(gòu),可實(shí)現(xiàn)在線修整,并可通過數(shù)控系統(tǒng)編程來控制進(jìn)給量、進(jìn)給速度及光修時(shí)間。

圖2 金剛石滾輪修整器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖Fig.2 Diamond grinding wheel dresser constuction diagram

3 結(jié)束語

金剛石滾輪砂輪修整器具有修整效率高、壽命長、便于冷卻、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、安裝方便等優(yōu)點(diǎn),還可以提高修整質(zhì)量,進(jìn)而提高成形磨削的質(zhì)量和生產(chǎn)效率,具有廣闊的應(yīng)用前景。

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