金刚石滚轮成形砂轮修整器的结构设计*

孙燕燕1,林东玲1,张󰀁宇2,乔楠楠2

(1.沈阳汽车工业学院,辽宁沈阳󰀁110015;2.沈阳市工业技术学校,辽宁沈阳󰀁110102)

摘󰀁要:针对加工轴类工件时,常会遇到尺寸精度要求高、表面粗糙度值小的各种圆弧的难加工问题,提出采用成形

磨削法进行圆弧的加工,并针对圆弧加工用的成形砂轮,设计出金刚石滚轮成形砂轮修整器。

关键词:成形磨削;金刚石滚轮;砂轮修整器

中图分类号:TH122󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁文献标识码:A󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁文章编号:1006-4414(2010)02-0051-02

Thestructuraldesignofdiamondrollingform-wheeldresser

SunYan-yan1,LinDong-ling1,Zhang󰀁Yu2,QiaoNan-nan2

(1.Shenyanginstituteofautomobileindustry,ShenyangLiaoning󰀁110015,China;

2.Shenyangindustrialtechnicalschool,ShenyangLiaoning󰀁110102,China)

Abstract:Whileshaftworkpiecesisprocessed,thedifficultprocessingofarcsuchashighdimensionalprecisionandsmall

surfaceroughnessoftencomesup.Inordertosolvethisproblem,thispaperputsforwardtheform-grindingmethodforpro󰀁

cessingofarc,anddesignsdiamondrollingform-wheeldresserespeciallyfordressingform-wheelwhichisusedforarcpro󰀁

cessing.

Keywords:form-grinding;diamondrollingwhee;lwheeldresser

1󰀁前󰀁言

成形磨削是把砂轮修整成与工件轮廓相吻合的

形状,加工时砂轮和工件全面接触拷贝出砂轮的廓

形,是一种高精度、高效率、低成本的精加工方法[1]。

成形磨削时,由于砂轮各点处的圆周速度不一样,致

使各点处的材料去除率不同,从而导致砂轮磨损不均

匀,特别是在尖角部位容易崩碎,从而产生形状误差。

由于零件的成形形状是砂轮形状的拷贝,这必然对加

工精度产生影响,同时磨削余量的不均匀也会导致磨

削烧伤等加工缺陷,因此成形砂轮的修整对成形磨削

加工过程具有决定性影响。针对圆弧加工用的成形

砂轮,设计出专门的金刚石滚轮成形砂轮修整器。

2󰀁砂轮修整器的结构设计

2.1󰀁主轴部件

该部件是修整装置的关键部件。金刚石滚轮安

装在它的上面,其精度直接影响修整精度,进而影响

被加工工件的精度。如何保证本装置的精度,设计、

加工和装配是关键技术。此外,金刚石滚轮主轴还应

具有足够的刚度,主要是考虑到金刚石滚轮的修整力

比较大,为提高滚轮寿命,滚轮直径应尽可能的大,该

设计中将滚轮直径选为140mm。金刚石滚轮修整装

置主轴采用如图1所示结构。该结构简单,加工精度

易保证,调整方便,精度高,径向跳动小于0.003mm,

轴向窜动小于0.003mm,端跳动小于0.003mm

。图1󰀁金刚石滚轮修整装置主轴结构图

2.2󰀁电机功率

金刚石滚轮修整是用磨削法成形,而金刚石笔修

整是车削法成形,故前者的修整力比后者大,所以电

机应有足够的扭矩。修整电机的功率是按每毫米宽

度15~30W[2]计算的,电机的功率1kW为最常用。

考虑到电机的具体结构及所加工的零件较宽

(65mm),故电机功率选定为1.5kW。

2.3󰀁传动部件

传动部件的作用是保证金刚石滚轮转速的高低、

旋转方向符合修整工艺的要求,且将电机的旋转运动

平稳的传送给主轴。该设计中,采用带传动,即可满

足要求。主要是因为带传动具有以下优点:󰀂因带有

弹性,能缓冲、吸振,从而传动平稳,噪声小; 当传动

过载时,带在带轮上打滑,可以防止其它零件损坏;!

结构简单、装拆方便;∀可用于中心距离较大的传动。#51#󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁应用与试验

#机械研究与应用#

*收稿日期:2010-03-06作者简介:孙燕燕(1982-),女,辽宁大连人,助教,研究方向:超精密加工。2.4󰀁进给部件

进给部件的作用是能够实现精确进刀,进给速度

应以金刚石滚轮每转进给量小于0.2󰀁m为限,且能

实现快速退刀,控制砂轮修整中的光修转数。该设计

将采用伺服电动机驱动滚珠丝杠的进给机构,可以通

过数控系统编程来控制修整进给量和光修转数。

2.5󰀁连接部件

连接部件的作用是通过它实现与磨床的连接。

不同型号的磨床,其要求连接部件的结构不同。根据

实验室MB1332A半自动外圆磨床的安装空间和位

置,可将修整装置安装于砂轮后方,通过滑块与导轨,实现其与磨床的连接。

图2󰀁金刚石滚轮修整器结构简图

1.伺服电动机󰀁2.联轴器󰀁3.滚珠丝杠󰀁4.滚轮电动机󰀁5.传

动V带󰀁6.金刚石滚轮󰀁7.砂轮󰀁8.直线导轨󰀁9.滑块

󰀁󰀁设计的金刚石滚轮修整装置如图2所示。该装置由滚轮电动机4经V带5驱动金刚石滚轮6回转。

伺服电动机1和滚珠丝杠3由联轴器2联结,通过滑

块9和直线导轨8组成数控修整进给机构,可实现在

线修整,并可通过数控系统编程来控制修整进给量和

光修转数。

3󰀁结󰀁语

在以往的加工中,砂轮圆角完全靠手工在砂轮上

用金刚石刀修出,经试磨合格后方可正式加工,生产

率低且精度难以保证,同时对操作者的技术水平要求

高。若采用成形砂轮进行加工,既可以保证精度,又

可以提高生产率,效果很好。要实现成形磨削,就要

解决成形砂轮修整问题。笔者设计的金刚石滚轮成

形砂轮修整器的滚轮形状与砂轮形状互补(即滚轮

形状与工件形状一致),能够准确地修整砂轮,并且

与手工修整相比,效率和精度显著提高,进而提高了

成形磨削的质量和生产效率,具有广阔的应用前景。

参考文献:

[1]󰀁李伯民,赵󰀁波.现代磨削技术[M].北京:机械工业出版社,2003.[2]󰀁光福田.金刚石滚轮修整装置[J].现代制造工程,1993(2):15-16.

(上接第50页)

算机网络化管理[5]。同时,随着国家高新技术及信

息产业的发展,对谐波传动技术产品的需求将会更加

突出。这些技术都将为直升机减速器的创新和发展

起到重要的推动作用。直升机减速及齿轮技术也将

顺应趋势,向高承载力、高齿面硬度、高精度、高速度、

高可靠性、高传动效率、低噪声、低成本、标准化、多样

化等方面发展。

参考文献:

[1]󰀁陈建中.直升机构造学[M].北京:长城出版社,1996.[2]󰀁机械设计手册编委会.机械设计手册(单行本)齿轮传动[M].北京:机械工业出版社,2007.[3]󰀁饶振刚.行星传动机构设计[M].北京:国防工业出版社,2003.[4]󰀁张󰀁展.齿轮减速器现状及发展趋势[J].水利电力机械,2001,23(1):58-60.

[5]󰀁栗琳主,王玉山.直升机发展历程[M].北京:航空工业出版社,2007.[6]󰀁󰀂. .布尔加科夫(苏),常春江译.航空齿轮传动和减速器手册[M].北京:航空工业出版社,1988.[7]󰀁航空工业部第六∃八研究所二室.减速器图册[M].北京:国防

工业出版社,1983.[8]󰀁倪先平.直升机手册[M].北京:航空工业出版社,2003.

#信󰀁息#我国机床制造业进入世界强国之列

由齐齐哈尔二机床(集团)有限责任公司为中信重工机械股份有限公司专门设计,具有完全自主知识产

权、属于极限制造的世界首台TK6932/L410型双立柱重型数控落地铣镗床正在紧张的安装调试当中。该机床

采用了当今世界最先进、最成熟的技术,是目前世界最大的数控落地铣镗床,主要应用于国防、军工、航空航天、

发电设备、能源交通、模具制造等行业的大型精密零件加工。特别适合于核电与水电的大型外壳,大型压力机

及超大型工件的加工。它的研制成功标志着我国机床制造业进入世界强国之列。

#本刊辑##52#应用与试验󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁

#机械研究与应用#