螺紋磨床砂輪修整器的應用對比及技術分析.doc

螺紋磨床砂輪修整器的應用對比及技術分析 焦麗霞 （河北志誠建設有限公司河北邯鄲056000） 【摘要】針對螺紋磨床砂輪修整的特點，介紹了螺紋磨床砂輪修整方法和修整工具的應用，分析了數(shù)控砂輪修整器的設計思路和結構特點。重點分析和比較了鋼滾輪和金剛石滾輪應用的技術特點，詳細介紹了螺紋型面數(shù)學模型的建立、計算方法以及滾輪在修整砂輪中的應用和技術，解決了精密螺紋磨削砂輪的成型修整難題。 關鍵詞精密螺紋磨削；砂輪修整；技術分析應用 Comparisonandapplicationoftechnicalanalysisthreadedgrindingwheeldresser JiaoLi-xia （HebeiZhichengConstructionCo.，LtdHandanHebei056000） 【Abstract】Forthreadedgrindingwheeldressingfeaturesintroducedthreadedgrindingwheeldressingtools，applicationmethodsanddressinganalyzedCwheeldresserdesignideasandstructuralcharacteristics.Focusonanalysisandparisonoftechnicalfeaturessteelwheelsanddiamondwheelapplications，detailingthebuildthreadprofilemathematicalmodel，calculationmethodandthewheelinthewheeldressingapplicationandtechnologytosolvetheproblemofprecisionmoldingtrimthreadedgrindingwheel. 【Keywords】PrecisionThreadGrinding；Dresser；TechnicalAnalysisApplication 砂輪修整技術是螺紋磨床關鍵核心技術之一，對提高磨削加工中的表面粗糙度至關重要。螺紋磨床砂輪修整器按修整方法分為手動砂輪修整器、液壓自動砂輪修整器和數(shù)控砂輪修整器三種形式，所使用的修整工具有：單點金剛石筆和滾輪兩種，滾輪可采用高速鋼、硬質合金和金剛石材料制成。各種修整工具將根據(jù)不同使用要求安裝在相應的砂輪修整器上。 1.手動砂輪修整器 手動修整砂輪原理如圖l所示。螺紋牙型半角由定位塊進行調(diào)整，修整頭可以實現(xiàn)微進給運動。修整尖角形的砂輪時，金剛筆的位置應與修整頭旋轉中心對齊，修整時金剛筆由尖頂面移向砂輪中心，可以避免砂輪尖頂?shù)膭兟洹?2.液壓自動砂輪修整囂 （1）如圖2所示，修整桿的運動是通過液壓缸進行驅動，經(jīng)齒條、齒輪和端面凸輪（或靠模板）來實現(xiàn)修整筆的擺動，來修整各種三角螺紋和圓弧螺紋。液壓自動砂輪修整器有手動進給、棘輪棘爪液壓自動進給和數(shù)控進給三種結構形式，其中數(shù)控進給可實現(xiàn)修整量的自動補償。 （2）液壓自動砂輪修整器主要使用單點金剛石筆作為修整工具。 3.數(shù)控砂輪修整囂 3.1國外螺紋磨床制造廠家數(shù)控砂輪修整器應用狀況。 近十五年來，復雜異型齒面的螺桿、蝸桿在我國空壓機、冷凍機、工業(yè)泵、塑料機械、減速機行業(yè)中的應用越來越廣泛。德國KLINGELINBERG公司HNC35SL、瑞士I迮ISHUAER公司RG2000、英國HOLROYD公司TGl50E、日本MITSUISEIKIKOGYO公司GSE200A、美國DRAKE公司GS：TE等國外著名企業(yè)生產(chǎn)的數(shù)控螺紋磨床，配備了C數(shù)控砂輪修整器，解決了復雜異型齒面螺紋的成型修整的難題。 3.2基本工作原理。 基于成形砂輪對工件進行磨削加工的機制，在專用磨床上配備C數(shù)控砂輪修整器，采用數(shù)控成形磨削的方法，建立與成型表面共軛的修整滾輪運動軌跡數(shù)學模型，并通過數(shù)控裝置，控制砂輪修整器的兩軸聯(lián)動插補運動，使金剛石滾輪的圓弧中心產(chǎn)生y、W坐標方向的移動，通過由電主軸驅動的金剛石滾輪把砂輪修成所需的成型表面，如圖3所示。加工時砂輪與工件廓形全面接觸，利用專用機床工作臺的縱向運動、精密分度運動和砂輪的橫向進給運動，來實現(xiàn)數(shù)控成形磨削，磨削出所需的工件形狀。 3.3齒面截型計算及修型軟件開發(fā)。 3.3.1螺紋型面數(shù)學模型的建立及計算方法。 通過對在干涉條件下、變參數(shù)條件下各種螺紋型面軸向或法向截型理論數(shù)學模型建立及計算方法的研究，利用機床數(shù)控系統(tǒng)，完成在變參數(shù)條件下砂輪截型的適時計算和數(shù)控修整程序的自動生成任務。 3.3.2修型軟件開發(fā)。 （1）在包絡成型修整原理試驗研究及螺紋型面數(shù)學模型、計算方法研究基礎上開發(fā)修型軟件，修型軟件功能包括：滾珠絲杠、蝸桿型面及其它一些異型齒面；在磨削蝸桿界面內(nèi)，包括ZA、ZN、ZI、ZK、ZC五種蝸桿類型。軟件在系統(tǒng)管理界面上可方便地生成上述類型的修整程序。 （2）為了保證工件的齒形精度，在程序中設置了齒形修正功能。在其它因素不變的情況下，可通過調(diào)整參數(shù)來修整砂輪形狀達到合格的齒形，還可以將左、右齒面兩邊分開進行修整。 （3）對于復雜截面形狀，根據(jù)用戶的要求，可以將軸向截面形狀轉化為法向截面形狀。圖4所示為用戶給出軸向截面形狀。 3.4修整工具應用技術分析。 數(shù)控砂輪修整器主要使用滾輪作為修整工具。鋼滾輪和金剛石滾輪是螺紋磨床上一種新型的砂輪修整工具，具有修整砂輪效率高（一般幾秒鐘內(nèi)就可完成），重復修整精度高，在大批量生產(chǎn)中，修整質量穩(wěn)定等特點。特別是采用金剛石滾輪能完成其它方法（如單點金剛筆）無法完成的高精度復雜型面的修整，因此，在磨床上得到越來越廣泛的應用。 3.4.1兩種滾輪在修整砂輪中的應用對比和技術分析。 3.4.1.1修整方法。 （1）兩種滾輪都可以安裝在手動進給、液壓自動進給或數(shù)控自動進給的砂輪修整器上進給修整砂輪。在沒有滾壓裝置時，可把鋼滾輪放在頭、尾架之間，由頭架驅動滾輪（作為主動輪）帶動砂輪旋轉滾壓，實現(xiàn)砂輪的修整，但滾壓效果差，使用不方便。采用鋼滾輪一般用于多線砂輪修整器，主要用于絲錐和螺紋長度短的三角螺紋磨削，而且每種螺距和牙型的工件必須配備不同的鋼滾輪。為了保證滾壓多線砂輪的精度，有時每種螺距還必須備有粗、精兩種鋼滾輪。 （2）采用鋼滾輪修整砂輪是磨床的砂輪電動機通過減速裝置帶動砂輪主軸，以72r/min的低速進行旋轉，利用摩擦作用帶動在修整器上的鋼滾輪旋轉，二者旋轉方向相反。在滾壓時通過修整器的進給手輪，使?jié)L壓輪與砂輪之間擠壓力加大，當此力超過砂輪結合劑的結合能力時，磨粒被碎裂而掉下來。用鋼滾輪連續(xù)不斷地擠壓砂輪，直到砂輪齒形達到要求為止。 （3）金剛石滾輪一般用于單線或多線磨削時砂輪的修整，可用于LL各種螺紋的成形磨削。 （4）金剛石滾輪修整砂輪是通過磨床的砂輪電動機帶動砂輪主軸以正常的工作轉速（砂輪線速度一般為35m/s）旋轉，金剛石滾輪由電主軸或電動機通過帶輪帶動其高速旋轉，二者的旋轉方向相反，在一般情況下，通過修整器上的自動進給裝置實現(xiàn)砂輪的滾壓修整。 3.4.1.2修整參數(shù)比較。 （1）鋼滾輪修整砂輪時砂輪轉速72r/min，滾輪自身不轉，由砂輪帶動其旋轉。粗修砂輪時，進給量為0.030.04mm；至滾輪齒深2/3處時改用小進給量，為0.010.02mm，滾壓到接近全齒深時，應停止粗修。精修時進給量為0.0050.01mm，當滾壓好全齒深后，為了達到較高的精度，可停止進給，讓砂輪精滾壓數(shù)圈后再停止，并退回鋼滾輪。金剛石滾輪修整參數(shù)包括： A.修整數(shù)比q：滾輪與砂輪接觸點的線速度之比。兩者在接觸點線速度方向相同時，q為正值，稱為順修：反之，q為負值，稱為逆修。 B.修整進給量ar：砂輪每轉時滾輪的徑向進給量，單位為m/r。 C.光修轉數(shù)nr：滾輪停止徑向進給時，砂輪轉過的轉數(shù)，單位r。 （2）在應用金剛石滾輪修整砂輪時，選用q=0.70.9之間的修整速比，較大的修整進給量ar=2030m/r和光修轉速nr=0的參數(shù)，砂輪能獲得強的磨削能力；選用q=0.20.6之間的修整速比，較小的修整進給量是ar=1020m/r和適當?shù)墓庑揶D數(shù)，砂輪能磨削出較低的工件表面粗糙度。一般不采用逆修，因為逆修時金剛石滾輪磨損很快，精度也嚴重受損。 3.4.1.3滾輪材料和滾輪修整時間、壽命比較。 鋼滾輪一般選用淬硬合金鋼制造。選用的材料有W18Cr4V高速鋼及CrWMn、9Mn2V合金鋼。金剛石滾輪的基體一般選用40Cr材料，輪槽表面為金剛石鍍層。滾輪修整時間、壽命比較見表1。 3.4.2采用滾輪修整時的注意事項。 采用滾輪修整砂輪時，先將滾輪切入砂輪，然后啟動砂輪旋轉。滾壓完畢后，先停止砂輪，再退回滾輪（注：金剛石滾輪修整時可以同時啟動砂輪和滾輪）；滾壓時滾輪的進給量不宜過大，避免砂輪梳齒整圈剝落，必須使用大量的冷卻液沖洗砂輪，使修整下來的砂輪磨粒不會附在滾輪和砂輪的表面上。 4.結語 （1）國外螺紋磨床制造廠對螺紋磨削工藝的研究非常深入，特別是對特殊螺紋的砂輪修整有獨特的數(shù)控修型軟件。在