軋輥磨床磨凸度試件時砂輪的修整插補量計算

無錫機床股份有限公司（江蘇 214161） 胡建清

軋輥磨床在進行凸輥磨削時，要根據凸度量的大小和形狀來確定砂輪的軸向形狀，通常砂輪的軸向形狀是通過Z軸和U軸的插補來實現的。為了確保磨削后形狀的精度和表面質量，砂輪在磨削凸輥外圓時，應在整個磨削過程中盡可能使磨削深度在各軸向位置是均勻的，特別對于硬度較高的砂輪，如果不通過計算，而只是憑想象估計，那么會產生較大誤差。下面例舉在某一種要求下的砂輪凸度計算。

例如，對磨削某一長度L=3 000mm的凸輥，要求的軸向中凸量是H=0.20mm，并且是呈現中心對稱圓弧形，則對于寬度為100mm的砂輪，應修整到多少凸度量？并計算砂輪的凸度半徑。

假設砂輪寬度是l，砂輪的中凸量是h，砂輪凸度圓半徑為r，為確保各軸向位置磨削深度相同，砂輪也必須修整為圓弧形。由于砂輪軸向也是圓弧形，所以砂輪軸向素線與工件軸向素線在磨削中的任何位置的最終磨削點是相切的。因此，砂輪扇形與凸輥扇形只是大小不同，而形狀是相同的，是相似形。那么就有r2－（r－h）2=（l/2）2，可得r=h/2+l2/8h，由于砂輪扇形與凸輥扇形是相似形，所以h/l=H/L，即h=Hl/L，從而得到公式

r=Hl/（2L）+Ll/（8H）

將例題的數據代入，可得砂輪軸向凸度圓弧半徑r=0.20×100/（2×3 000）+3 000×100/（8×0.20）=187 500.003 3mm。

砂輪凸度量h=Hl/L=0.20×100/3 000=0.006 7mm。

由以上計算可知，當軋輥磨床磨削帶圓弧凸度軋輥時，應將砂輪修整軸向凸度圓弧半徑r按公式r=Hl/（2L）+Ll/（8H）進行修整。

如果不按上式計算，那么當砂輪的凸度量估計得太小時，即砂輪修整軸向凸度圓弧半徑r太大時，會在磨削工件接近兩頭時導致由砂輪端邊角磨削工件，使工件產生嚴重螺旋紋，同時使粗糙度值變大；而當凸度量估計得太大時，即砂輪修整圓弧半徑r太小時，會導致工件整個表面產生螺旋紋。

我們可以舉一反三并推而廣之：當軋輥磨床磨削帶凸度軋輥時，應將砂輪的軸向素線形狀修整成與軋輥軸向素線形狀呈相似形，也就是在Z、U軸插補修整時，必須符合修整點與軋輥軸向素線呈相似形軌跡，只有這樣，理論上磨削深度在整個凸輥外圓上才可能是均勻的，從而確保磨出所需的凸輥形狀，以及確保良好的表面質量。