多R砂輪的修磨

山東光岳轉向節有限責任公司 (聊城 252000) 楊寶亮 呂建魁

我公司接到某型轉向節的試制任務，要求大徑與盤面為雙R相切過渡。由于車間磨床為普通外圓磨床，于是如何實現雙R砂輪的修磨成為主要難題。通過查閱，數控磨床可解決該難題，但價格不菲。為了順利完成任務，同時兼顧加工成本，車間生產小組積極研討、集思廣益終于完成多R砂輪刃磨機的研發試制工作。

1.工件圖樣分析

(1)工件局部圖樣如圖1所示，由圖可知，盤面與R8mm、R8mm與R20mm、R20mm與軸頸依次相切過渡。

(2)經研究，修磨雙R砂輪可采用仿形的原理實現。如圖2所示。

圖1 零件局部

圖2 原理結構簡圖

砂輪和模型塊固定在床身上，金剛石筆總成隨滑臺移動。當滾輪沿模型塊表面滾動時，金剛石筆總成做仿形運動。

2.技術攻關階段

試制中發現，實際刀尖軌跡與理論刀尖軌跡不符。由于金剛石筆刀尖點到滾輪頂點的距離為定值，于是刀尖點的軌跡可用滾輪頂點的軌跡間接描述。如圖3所示。

初步分析，一是由于滾輪自身直徑，導致理論刀尖軌跡與標準模型外形線存在滾輪直徑偏差;二是實際刀尖點始終為滾輪最高點，導致理論刀尖軌跡與實際刀尖軌跡分別在 X、Y方向存在刀尖偏移偏差。刀尖偏移偏差分析如圖4所示。

圖3 刀尖軌跡圖

當滾輪沿模型塊表面滾動時，兩者接觸點O將從A點向B點連續變動，理論刀尖點O'應從E點向F點同步移動。由于結構特點實際刀尖點一直固定在E點不動，導致實際刀尖點與理論刀尖點在X、Y方向存在偏差L、H。經推導，L、H與夾角a存在如下函數關系

圖4 刀尖點變化圖

式中，D為滾輪直徑。

針對L、H，擬采取對應補償的方式彌補偏差。由于所有軌跡線均依附于模型塊產生，為了彌補滾輪直徑偏差和刀尖偏移偏差，可通過修改模型塊間接補償偏差問題。坐標關系如下:

3.模型塊加工階段

由于雙R曲線無唯一數學模型可表達，擬采用微分方法，把雙R曲線細分成N段直線，然后采用數控設備逐段擬合加工。由圖5可知，∠a=2∠b，雙R曲線坐標如圖6所示。

圖5 角度分析圖

圖6

由于曲線自身特點，易采用宏程序進行編程。宏程序如下:

以上程序僅用于加工雙R的模型，可通過多次增加循環體N3或N4，來完成多R模型塊的加工。