舒良超

（泰爾重工股份有限公司，安徽馬鞍山243000）

0 引言

隨著制造業(yè)的發(fā)展，復雜形狀的零件在形位精度上的要求越來越高，對加工設備的要求也隨之增加。對于大型寬弧面高弧度、低粗糙的零件，通常需要龍門數(shù)控磨床一次性成形加工弧形，如果沒有該類型設備也可以利用一般的數(shù)控平面磨床進行分段成形加工。現(xiàn)以某零件為例，介紹分段成形法磨削寬弧面的步驟、精度控制、測量。

1 零件分析

如圖1，工件長960 mm，寬300 mm，高195 mm?；∶鍾1430沿寬度方向形成，表面粗糙度為Ra1.6，弧度為0.05，材料為34CrNi3Mo，弧面淬火處理后硬度為52～58HRC。

圖1 工件結構

該面加工工藝：粗銑→鉆孔→表面淬火→精磨弧面。在加工過程中需要考慮以下幾個方面：1）如何將弧長分段，并且減少段數(shù)；2）如何接段磨削，保證弧形完整；3）如何控制弧度0.05；4）何測量弧度。

2 解決問題

1）我公司有兩臺數(shù)控平面磨床MKL7132、MKL7150，砂輪寬度分別為60 mm、80 mm。應當選擇輪寬80 mm的機床，這樣可盡量減少分段次數(shù)，減少分段磨削的累計誤差。（如圖2所示）將工件弧長均分成4段，每段弧形對應一次砂輪修形，共修砂輪4次。

圖2 分段加工弧形

2）從中間一段弧形開始磨削，磨至工件高度上差。再修砂輪磨同側的下一段弧形。另一側兩段弧形磨削方法相同。由于輪寬80 mm大于分段寬度75 mm，在兩段弧形之間有5 mm接續(xù)寬度，可在此位置涂色劑，當砂輪快到色劑時降低進給量逐漸磨到色劑剛好清除為止。

3）砂輪弧形必須由數(shù)控程序精確成形。工件在磨削前弧形不規(guī)則引起砂輪各點消耗不一致，在磨削過程中會產生大量的熱量，使工件出現(xiàn)變形。另外，在粗磨過程中砂輪沒有完全與工件接觸，會嚴重影響弧形精度誤差。因此，在磨削每段弧形時必須多次修整砂輪，在精磨階段至少要修整3次砂輪。通過多次修整砂輪這道中間工步，實現(xiàn)數(shù)控系統(tǒng)控制工件弧度精度。

4）測量弧度的一般方法是制作模板，靠在工件上用塞尺測量。這種方法誤差較大。如果使用先進的激光測量技術，我公司沒有相關設備無法實現(xiàn)。根據(jù)現(xiàn)有設備能力，最簡單有效的辦法是通過數(shù)控編程使百分表在弧面上走圓弧插補程序。

3 弧面磨削過程及注意事項

1）工件兩側面和底面經過磨削后可以作為加工基準或測量基準。將工件長度方向順工作臺方向（X向）裝在吸盤上，用儀表校側面與X向平行。

2）輸入修砂輪程序，檢查程序。

主要程序段：G91G01 Y=-0.05 F=R19

G91G02 Y=-R40 Z=90 CR=1430 F=1200

G91G03 Y=R40 Z=-90 CR=1430 F=1200

表1 參數(shù)表

先磨“2階段”弧形，查表1修改R40參數(shù)。砂輪對刀時兩側各加5 mm空程。

3）以工件某一側面為加工基準，先用砂輪側面靠近工件該側面，微見火花即停，記錄Z向坐標（以Za表示）。提砂輪，Z向進152.5 mm，即為磨“2階段”弧形的Z向磨削位。磨工件至高度195+0.15 mm時停止粗磨，修整砂輪、降低進給量至0.005 mm進行半精磨。當工件高度至195+0.1 mm時停止，修整砂輪、降低進給量至0.002 mm進行精磨到最終尺寸，精磨期間至少需兩次修整砂輪。

4）按上述要求修砂輪“1階段”弧形。在“2階段”弧形與“1階段”弧形過渡位置涂上色劑，開始磨工件“1階段”弧形，Z向坐標為“Za+75”即為Z向磨削位。粗磨至色劑部分減少時停止，修磨砂輪、逐步減小進刀量進行半精磨、精磨，磨色劑微有點狀殘留或剛好清除。

圖3 修砂輪Y、Z參數(shù)變量模擬圖

5）同理，磨其余弧形。

4 弧度檢查

1）表架砂輪盒上，在弧形接近兩端位置打表找出對稱等高點，計算兩次Z向坐標中間值，即為表尖在弧形上的中間點。

2）輸入檢查程序“G91G02 Y=260 Z0 CR=1430 F=720”。再移砂輪至該中間值一側130處，為程序起點，啟動程序看百分表跳動范圍。

5 結語

采用該方法合格生產出了該批產品，生產效率與常規(guī)產品差距不大。節(jié)省了新設備采購費用，增加了一般數(shù)控平面磨床的加工能力。對于其它復雜寬弧面的大中型零件、具有很好的適用性和參考價值。