“砂輪快速修整器”研發(fā)及制作的實踐與創(chuàng)新

摘 要：在車刀刃磨實習(xí)教學(xué)中，砂輪的表面形狀精度對車刀修磨質(zhì)量起著決定性作用。由于傳統(tǒng)人工修整砂輪的方法存在諸多缺點(diǎn)，因此，本文探討研究制作“砂輪機(jī)快速修整器”，有效解決人工修整砂輪存在的缺陷，用機(jī)械裝置修整代替手工修整，提高工作效率，提高砂輪的修整質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：刀具刃磨 砂輪修整 實踐 創(chuàng)新

車床切削加工在機(jī)械制造中的應(yīng)用非常普遍，地位也十分重要，在機(jī)械加工車間中，車床約占機(jī)床類總數(shù)的65%～85%。車床是主要用車刀對旋轉(zhuǎn)的工件進(jìn)行車削加工的機(jī)床，常用于加工工件的內(nèi)外回旋表面、端面和各種內(nèi)外螺紋，采用相應(yīng)的刀具和附件，還可以進(jìn)行鉆孔、擴(kuò)孔、攻絲、套絲、滾花等，是機(jī)械制造和修配工廠中使用最廣的一類機(jī)床。

在車工實訓(xùn)課程中，我們需要學(xué)習(xí)使用砂輪機(jī)對不同形狀和類型（如外圓車刀、切斷車刀、螺紋車刀、麻花鉆等）的車床刀具進(jìn)行刃磨，這是學(xué)生必須掌握的基本操作技能。

在車刀刃磨實習(xí)教學(xué)中，砂輪的表面形狀精度對車刀修磨質(zhì)量起著決定性作用。由于傳統(tǒng)人工修整砂輪的方法存在諸多缺點(diǎn)，因此，筆者探討研究制作“砂輪機(jī)快速修整器”，有效地解決了人工修整砂輪存在的缺陷，利用機(jī)械修整代替手工修整，提高了工作效率，提高了砂輪的修整質(zhì)量。

一、車刀刃磨的重要意義

在車削加工操作中，能不能加工出高質(zhì)量的零件，關(guān)鍵在于刀具的刃磨，因此車刀刃磨的質(zhì)量起著至關(guān)重要的作用。 如果車刀修磨質(zhì)量不好，這將直接影響零件的加工質(zhì)量，而在刃磨時砂輪的表面形狀精度對車刀刃磨質(zhì)量起著決定性作用。例如：車削外圓、車削螺紋、切斷與車槽等是車工的基本操作技能，因此能否掌握好車削技能，關(guān)鍵在于刀具的刃磨。

二、刀具刃磨的作用及對砂輪修整的質(zhì)量要求

手工刃磨車刀是機(jī)床操作工的基本功之一。在技工院校機(jī)械加工實訓(xùn)課程中，使用砂輪機(jī)對機(jī)床刀具進(jìn)行刃磨，是學(xué)生必須掌握的操作技能。在車床實習(xí)教學(xué)中，常需刃磨45°、90°外圓車刀的前角和斷屑槽。刃磨前角的目的是為了使刀刃鋒利，切削省力，減小刀具前刀面與切屑的摩擦和切屑的變形。而斷屑槽的作用是使切屑本身產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，強(qiáng)迫切屑變形而折斷。當(dāng)刃磨圓弧形斷屑槽時，必須先把砂輪的外圓與平面之間的交角處修整成相應(yīng)的圓弧，而在刃磨臺階形斷屑槽時，砂輪的交角必須作相應(yīng)的修整。特別是對零件進(jìn)行精加工時，必須先要精磨車刀。而在車刀精磨時，對砂輪表面直線度及砂輪的外圓與平面之間交角處的修整精確度要求更高。

通常，砂輪機(jī)的砂輪在經(jīng)過一段時間反復(fù)磨削使用后，會導(dǎo)致砂輪表面凸凹不平或嚴(yán)重變形（圖1），從而影響了刀具刃磨的質(zhì)量，因此需要及時對砂輪進(jìn)行修整。這時，我們能否將車刀的切削刃及幾何角度修磨好，關(guān)鍵就在于砂輪修整質(zhì)量的好壞。為了保證車刀刃磨的質(zhì)量，對砂輪磨削表面，我們必須經(jīng)常進(jìn)行修整，使砂輪沒有明顯的跳動，砂輪側(cè)母線的直線度誤差應(yīng)小于0.10mm，并且砂輪的外圓與平面之間交角處的修整應(yīng)符合實際刃磨的要求。

圖1

三、“砂輪機(jī)快速修整器”的研發(fā)及其使用效果

對于平形砂輪的修整，一般可用砂輪刀或金剛筆在砂輪上來回移動進(jìn)行修整，傳統(tǒng)的操作方法是操作者手持金剛石筆進(jìn)行人工修整，但該方法存在著人手操作不穩(wěn)定、修磨時震動跳動大、金剛石筆容易崩裂報廢、耗費(fèi)時間長、修整質(zhì)量差、安全性低等諸多缺點(diǎn)。針對以上存在問題，在教學(xué)實踐中，我們研發(fā)制作出“砂輪機(jī)快速修整器”，有效地解決上述問題，它用機(jī)械裝置操作代替?zhèn)鹘y(tǒng)人手操作，大大提高了工作效率和砂輪修整質(zhì)量，并在實際教學(xué)工作中發(fā)揮了良好的作用。經(jīng)過實際使用證明，“砂輪快速修整器”能夠在很短的時間內(nèi)（約2～5分鐘），快速將凸凹不平的砂輪外圓表面及交角修整好，使之滿足使用要求。

該裝置由快速安裝調(diào)整支架、金剛筆、走刀機(jī)構(gòu)、進(jìn)給量控制旋鈕、鎖緊機(jī)構(gòu)等組成（圖2） 。快速安裝調(diào)整支架可令安裝變得簡單快捷，可在2～3分鐘內(nèi)完成安裝定位；走刀機(jī)構(gòu)及進(jìn)給量控制機(jī)構(gòu)使其修整精確、安全可控。該裝置修整砂輪速度快、修整質(zhì)量高，能夠在很短的時間內(nèi)，快速地將嚴(yán)重變形的砂輪外圓表面修整好，使之符合刃磨刀具的技術(shù)要求。該修整器在操作過程中極為穩(wěn)定，達(dá)到無震動的工作狀態(tài)，有效防止了金剛筆筆尖的金剛石因震動沖擊而崩裂，延長了金剛筆的使用壽命，降低了損耗成本。經(jīng)實踐驗證，該修整器性能良好、效果顯著。

圖2

四、“砂輪機(jī)快速修整器”的創(chuàng)新點(diǎn)及推廣應(yīng)用價值

一是該砂輪修整器用機(jī)械操作方式代替?zhèn)鹘y(tǒng)手工操作，其操作的穩(wěn)定性、精確性、安全性及工作效率大大提高。修整好一個表面嚴(yán)重不平整的砂輪只需3～5分鐘的時間，比手工修磨提高了3～5倍。

二是修整質(zhì)量高。經(jīng)修整后砂輪側(cè)母線的直線度誤差小于0.03mm，比手工修磨的質(zhì)量提高了5～10倍。

三是修整操作過程極為穩(wěn)定，無振動及跳動，保證了金剛筆筆尖的鉆石不會崩裂，大大延長金剛筆的使用壽命，節(jié)約實習(xí)教學(xué)成本（傳統(tǒng)的人工修整，走刀量和進(jìn)給量都難以穩(wěn)定控制，造成跳動和振動較大，金剛石筆極易崩裂報廢，當(dāng)操作不熟練時，金剛筆報廢損耗更為嚴(yán)重）。

四是提高了修整砂輪機(jī)實習(xí)操作的安全性，保證了學(xué)生的實習(xí)安全。

五是目前我國還沒有研發(fā)出類似功能作用的砂輪機(jī)修整專用裝置。

“砂輪機(jī)快速修整器”具有安裝方便快捷、操作穩(wěn)定精確、修整質(zhì)量高、制作成本低、使用安全可靠等優(yōu)點(diǎn)。經(jīng)實踐證明，其作用和效果顯著，提高了刀具刃磨的實訓(xùn)教學(xué)效果并取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。該裝置在參加中國職協(xié)舉辦的“第九屆全國技工院校技術(shù)開發(fā)優(yōu)秀成果評選”活動中榮獲二等獎。因此，該裝置可廣泛應(yīng)用于職業(yè)技術(shù)院校的“刀具刃磨”技能訓(xùn)練實訓(xùn)教學(xué)，同時也可作為砂輪機(jī)的專用配置附件應(yīng)用于砂輪機(jī)生產(chǎn)企業(yè)或機(jī)械加工車間。

（作者單位：廣州市公用事業(yè)高級技工學(xué)校）