數控圓弧修整器部件的設計研究

張志永

（天津市第二機床有限公司，天津 300409）

0 引言

隨著機械工業的發展，軸承行業得到迅猛發展，因軸承的制造加工精度高，數控立式磨床已作為軸承行業加工的關鍵設備。因軸承的結構特點，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，對磨削效率及工件的加工質量都有直接的影響。對于磨削表面粗糙度小于Ra1.6的工件及成型磨削，都必須通過精細修整以得到高質量的砂輪表面?，F代數控磨床的高效率、高精度成型磨削中，每磨1個工件就自動修整1次砂輪，或采用連續修整技術，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率。通常砂輪圓弧的修整有成型金剛滾輪修整和數控圓弧修整器（圖1）修整，因數控圓弧修整器的成本相對較低從而得到廣泛應用。本文介紹數控圓弧修整器的設計方法和應用。

1 數控圓弧修整器的基本結構及工作原理

圖1 砂輪修整示意圖

圖1為砂輪修整示意圖。

數控圓弧修整器的基本結構如圖2所示，此圓弧修整器最大修整圓弧為R50，當調整鈕10處于0位時，用工裝量具12固定金剛筆的高度，此時修整圓弧為R50。修整圓弧的半徑可通過調整鈕10進行調整。工作時將圓弧修整器固定在數控立式磨床的相應位置，將圓弧修整器旋轉90°，使金剛筆尖與砂輪厚度中線等高進行對刀，伺服電機5帶動小帶輪3通過同步帶4和大帶輪7，帶動軸8和旋轉臂9使金剛筆11做0°～180°的往復旋轉，從而進行砂輪的圓弧修整。為使定位準確，采用接近開關6實現回零。

2 數控圓弧修整器的設計

2.1 電機的選擇

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?？紤]到此修整器占用的空間及電機經濟性，電機采用的功率為3.3 kW，傳動比i=5，因旋轉臂有自重旋轉，故采用帶制動的伺服電機。

圖2 數控圓弧修整器的基本結構

2.2 傳動系統的設計

為減少振動和提高傳動效率，采用同步帶的傳動方式。

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

根據傳動功率Pc=3.3 kW，小帶輪轉速為1 400 r/min，確定節距為8 mm。

2）根據已知條件選擇中心距（在可能的條件下，宜選小值）。

查HTD圓弧齒同步帶型號規格表中選取長度L0=1 080 mm。

4）計算準確的中心距。

表1 同步帶傳動參數

5）計算帶寬。

根據小帶輪齒數和轉速，從表1中查出基準功率傳動容量P0=2.28。

從表2中查得嚙合系數Gd=1.0。

表2 嚙合齒數和嚙合系數

7）帶寬系數Cw的計算。

節距為8 mm帶寬選擇，根據帶寬系數Cw值，從表3中查得所需要的帶寬為30 mm。

3 升降機構的設計

升降機構的主要作用是調節金剛筆的高低，從而得到所需要修整的砂輪圓弧半徑。此機構中通過調整絲杠帶動金剛筆支架上下移動，絲杠螺距為0.5 mm，即旋轉1圈金剛筆則移動0.5 mm，調整鈕上有 0°～360°的刻度，可根據需要的數據進行旋轉。調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

4 實際應用

數控圓弧修整器已在2MK95系列數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。由于結構簡單、成本低，且具有很高的穩定性和可靠型，加工效果良好，使用方便，完全達到機床的加工要求。在立式磨床上得到了廣泛的應用。

［參考文獻］

［1］王先逵.機械加工工藝手冊∶第二卷∶加工技術［M］.北京：機械工業出版社，2006.

［2］《現代機械傳動手冊》編輯委員會.現代機械傳動手冊［M］.北京：機械工業出版社，1995.