錐面磨削產生凸臺的原因及解決辦法

■湖南天雁機械股份有限公司 （衡陽 421005） 周小偉 倪洪義

錐面磨削產生凸臺的原因及解決辦法

■湖南天雁機械股份有限公司 （衡陽 421005） 周小偉 倪洪義

摘要：針對氣門錐面磨削過程中出現凸臺的問題，通過分析機床結構，了解相關運動過程，結合機床數控加工程序，采用修改數控加工程序或參數的方法解決凸臺問題。

1. 加工產品出現凸起臺階

一臺數控錐面磨床用于精加工如圖1所示的氣門錐面（C1C2部分錐面）。結果發現，隨著加工的進行，會出現如圖2所示的情況。

圖1

圖2

2. 設備相關結構及加工工藝

（1）設備相關結構：如圖3所示，工件頭架固定在床身底座上，但可通過使用工具在床身底座上左右調整。砂輪頭架可在下面的十字滑臺（X軸向滑板在上，Z軸向滑板在下，圖中未畫出實際形狀，而以X、Z軸表示）上旋轉，十字滑臺可在床身底座上旋轉。

（2）加工工藝：如圖3所示，十字滑臺在底座上旋轉到其Z軸與磨削錐面母線C1C2相平行，與工件軸線成60°夾角，砂輪頭架旋轉到其軸線與X軸線成一個α角（此角度本例中可調整范圍為5°～20°，最大調整范圍0° ～20°），以便較為合理地利

用砂輪。加工過程中只有X方向的進給，而無Z方向的進給（但加工每一件時做此方向的往復運動）。圖中A0為砂輪與工件間的干涉點，A1為砂輪的尖角點。為最大限度地利用砂輪，在新砂輪時此兩點基本重合（下面的分析視為重合）。A0A2為進給方向，A1A3為砂輪端面，從圖中可見，砂輪端面與進給方向有一個夾角α。圖中未畫出砂輪修整器。修整時是通過十字滑臺做Z向運動，使砂輪的磨削面母線與工件錐面母線平行，修整量則是通過十字滑臺的Z向進給實現。

3. 產生凸起臺階的原因

如圖4所示，由于α角的存在，使得隨著磨削反復進行，砂輪的尖角A1會沿著錐面（Z向）逐步離開最初的A0，離開的量為

A0A1=A0B0tanα

式中，A0B0為X方向的進給量。

隨著磨削的不斷進行，A0A1不斷增大，直至A1進到C1C2中間，造成部分錐面未磨削而出現凸起臺階（見圖4、圖5）。

圖3

圖4

圖5

4. 避免出現凸起臺階的辦法

從以上分析可知，由于α不能等于0（否則砂輪頭架會與工件頭架發生干涉或者砂輪利用率降低），那么，隨著X方向的不斷進給，如果不進行Z軸方向的補償，砂輪尖角逐漸移進錐面，出現凸起臺階就不可避免。因此，避免出現凸起臺階的方法就是在加工程序中增加-Z軸方向的進給，進給量為X方向進給量與tanα的乘積。具體實施可在每次或數次修整砂輪后進行，也可手動改變Z軸位置參數。

參考文獻：

[1] 上海機床廠有限公司. H405 TY/1型數控專用磨床使用說明書[M]. 上海：上海機床廠有限公司，2011.

[2] 三菱電機株式會社名古屋制作所NC系統部. 三菱CNC700/70系列編程說明書[M]. 日本名古屋：三菱電機株式會社名古屋制作所NC系統部，2006.

收稿日期：（20150206）