張志永

（天津市第二機(jī)床有限公司，天津 300409）

0 引言

隨著機(jī)械工業(yè)的發(fā)展，軸承行業(yè)得到迅猛發(fā)展，因軸承的制造加工精度高，數(shù)控立式磨床已作為軸承行業(yè)加工的關(guān)鍵設(shè)備。因軸承的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，滾珠的滾道磨削加工通常采用成型砂輪的靠磨工藝手段，砂輪工作表面的磨粒是否鋒利及輪廓是否失真，對(duì)磨削效率及工件的加工質(zhì)量都有直接的影響。對(duì)于磨削表面粗糙度小于Ra1.6的工件及成型磨削，都必須通過(guò)精細(xì)修整以得到高質(zhì)量的砂輪表面?，F(xiàn)代數(shù)控磨床的高效率、高精度成型磨削中，每磨1個(gè)工件就自動(dòng)修整1次砂輪，或采用連續(xù)修整技術(shù)，以使砂輪鋒利、形狀正確，從而保證工件的表面粗糙度、形狀、尺寸精度要求以及高的生產(chǎn)率。通常砂輪圓弧的修整有成型金剛滾輪修整和數(shù)控圓弧修整器（圖1）修整，因數(shù)控圓弧修整器的成本相對(duì)較低從而得到廣泛應(yīng)用。本文介紹數(shù)控圓弧修整器的設(shè)計(jì)方法和應(yīng)用。

1 數(shù)控圓弧修整器的基本結(jié)構(gòu)及工作原理

圖1 砂輪修整示意圖

圖1為砂輪修整示意圖。

數(shù)控圓弧修整器的基本結(jié)構(gòu)如圖2所示，此圓弧修整器最大修整圓弧為R50，當(dāng)調(diào)整鈕10處于0位時(shí)，用工裝量具12固定金剛筆的高度，此時(shí)修整圓弧為R50。修整圓弧的半徑可通過(guò)調(diào)整鈕10進(jìn)行調(diào)整。工作時(shí)將圓弧修整器固定在數(shù)控立式磨床的相應(yīng)位置，將圓弧修整器旋轉(zhuǎn)90°，使金剛筆尖與砂輪厚度中線等高進(jìn)行對(duì)刀，伺服電機(jī)5帶動(dòng)小帶輪3通過(guò)同步帶4和大帶輪7，帶動(dòng)軸8和旋轉(zhuǎn)臂9使金剛筆11做0°～180°的往復(fù)旋轉(zhuǎn)，從而進(jìn)行砂輪的圓弧修整。為使定位準(zhǔn)確，采用接近開(kāi)關(guān)6實(shí)現(xiàn)回零。

2 數(shù)控圓弧修整器的設(shè)計(jì)

2.1 電機(jī)的選擇

金剛石修整砂輪采用的是車削成型法，因此比金剛滾輪的磨削成型法所需要的修整力小。考慮到此修整器占用的空間及電機(jī)經(jīng)濟(jì)性，電機(jī)采用的功率為3.3 kW，傳動(dòng)比i=5，因旋轉(zhuǎn)臂有自重旋轉(zhuǎn)，故采用帶制動(dòng)的伺服電機(jī)。

圖2 數(shù)控圓弧修整器的基本結(jié)構(gòu)

2.2 傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

為減少振動(dòng)和提高傳動(dòng)效率，采用同步帶的傳動(dòng)方式。

1）選擇帶輪和帶長(zhǎng)。從HTD圓弧同步帶輪規(guī)格表中選一個(gè)合適直徑的小帶輪。查得其帶輪的齒數(shù)為Z1=22，大帶輪的齒數(shù)：Z2=i×Z1=22×5=110。

根據(jù)傳動(dòng)功率Pc=3.3 kW，小帶輪轉(zhuǎn)速為1 400 r/min，確定節(jié)距為8 mm。

2）根據(jù)已知條件選擇中心距（在可能的條件下，宜選小值）。

查HTD圓弧齒同步帶型號(hào)規(guī)格表中選取長(zhǎng)度L0=1 080 mm。

4）計(jì)算準(zhǔn)確的中心距。

表1 同步帶傳動(dòng)參數(shù)

5）計(jì)算帶寬。

根據(jù)小帶輪齒數(shù)和轉(zhuǎn)速，從表1中查出基準(zhǔn)功率傳動(dòng)容量P0=2.28。

從表2中查得嚙合系數(shù)Gd=1.0。

表2 嚙合齒數(shù)和嚙合系數(shù)

7）帶寬系數(shù)Cw的計(jì)算。

節(jié)距為8 mm帶寬選擇，根據(jù)帶寬系數(shù)Cw值，從表3中查得所需要的帶寬為30 mm。

3 升降機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)

升降機(jī)構(gòu)的主要作用是調(diào)節(jié)金剛筆的高低，從而得到所需要修整的砂輪圓弧半徑。此機(jī)構(gòu)中通過(guò)調(diào)整絲杠帶動(dòng)金剛筆支架上下移動(dòng)，絲杠螺距為0.5 mm，即旋轉(zhuǎn)1圈金剛筆則移動(dòng)0.5 mm，調(diào)整鈕上有 0°～360°的刻度，可根據(jù)需要的數(shù)據(jù)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。調(diào)整好高度后用鎖緊鈕將金剛筆支架鎖緊。

表3 帶寬及帶寬系數(shù)

4 實(shí)際應(yīng)用

數(shù)控圓弧修整器已在2MK95系列數(shù)控立式磨床砂輪修整中的使用，主要用于軸承廠軸承溝道的加工。由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低，且具有很高的穩(wěn)定性和可靠型，加工效果良好，使用方便，完全達(dá)到機(jī)床的加工要求。在立式磨床上得到了廣泛的應(yīng)用。

［參考文獻(xiàn)］

［1］王先逵.機(jī)械加工工藝手冊(cè)∶第二卷∶加工技術(shù)［M］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2006.

［2］《現(xiàn)代機(jī)械傳動(dòng)手冊(cè)》編輯委員會(huì).現(xiàn)代機(jī)械傳動(dòng)手冊(cè)［M］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1995.