一種固定式砂輪修整器的設計與分析

王亞峰，夏田

(陜西科技大學機電工程學院，陜西西安 710021)

磨削是把砂輪修整成與工件輪廓相吻合的形狀，加工時砂輪和工件全面接觸“拷貝”出砂輪的廓形，是一種高精度、高效率、低成本的精加工方法。磨削時，由于砂輪各點處的圓周速度不一樣，致使各點處的材料去除率不同，從而導致砂輪磨損不均勻，特別是在尖角部位容易崩碎，從而產生形狀誤差，因此砂輪的修整對磨削加工過程具有重要影響。

1 設計思路與結構

1.1 設計思路

工程中通常使用的修整器由底座進給部分和上部滾輪架兩部分組成，其主軸上只安裝一個金剛滾輪。由于由上下兩部分組成，這種修整器金剛滾輪的主軸高度較高，通用性差，且只能安裝一個滾輪，功能性也比較差。針對這種情況，此次設計一種固定式、既有金剛滾輪又有成型滾輪的砂輪修整器。將修整器整體安裝在磨床工作臺上，即修整器整體為固定式不動，修整砂輪時，修整器電機驅動主軸轉動使金剛滾輪獲得足夠大的線速度，砂輪由專用的伺服電機進行驅動，磨床工作臺的左右移動完成修整器X方向的移動，磨床立柱的前后移動完成修整器Y方向的移動，磨床砂輪主軸的上下移動完成修整器Z方向的移動。通過以上3個相互垂直的直線進給運動，可以完成砂輪的修整。修整器結構見圖1。

圖1 修整器整體結構圖

1.2 主軸部件分析

主軸部件是修整器裝置的關鍵部件，其結構如下圖2。

圖2 主軸結構圖

此次設計中，在保證主軸具有足夠的剛性后，通過合理的尺寸計算使主軸光軸部分尺寸盡量長一些，這樣既能安裝金剛滾輪，又能安裝成型滾輪，使得修整器的功能性、通用性更強。在主軸上裝入唇形密封5、16，確保主軸兩端軸承密封性良好。

1.3 傳動部件分析

傳動部件的作用是保證金剛滾輪和成型滾輪轉速的高低、旋轉方向符合修整工藝的要求，且將電機的旋轉運動平穩傳遞給主軸。此次設計采用帶傳動即可滿足要求。帶傳動具有以下優點:(1)帶有彈性，能緩沖吸震，從而傳動平穩，噪聲小;(2)當傳動過載時，帶在帶輪上打滑，可以防止其他零件損壞;(3)結構簡單、拆裝方便。此次設計中，通過調節螺母10帶動調整板11來實現帶的張緊與松動，便于安裝帶輪和張緊傳動帶。

1.4 滾輪部件的拆換

金剛滾輪和成型滾輪在修整一定次數后需要進行更換。為了方便滾輪的更換，在設計修整器底座時留出一個缺口，即安裝支撐座13的位置。安裝底座和支撐座通過螺釘連接，在兩邊的縫隙處分別用兩個銷(騎縫銷)定位，其連接結構見圖3。

圖3 連接結構圖

在支撐座一端設計一種退卸套15，其結構見圖4。此退卸套的結構，用一個螺母旋在螺紋上擰動，就可使退卸套從主軸上退下。更換金剛滾輪和成型滾輪時，先拆下端蓋14，再拆下鎖緊螺母，然后用螺母旋下退卸套后即可取出軸承。再拔出2個定位銷，拆去安裝底板和支撐座的連接螺釘，之后即可拆下支撐座，這樣就可以進行金剛滾輪和成型滾輪的更換了。

圖4 退卸套結構圖

2 結束語

此修整器采用固定式安裝，略去了底部進給部分，使修整器主軸高度明顯降低，此外既安裝了金剛滾輪，又安裝了成型滾輪，其通用性與功能性顯著增強。工程實踐中的應用證明，此修整器既可以保證精度，又可以提高修整效率，效果良好。同時，金剛滾輪和成型滾輪能夠很方便地進行拆裝更換，減輕了工人的勞動力。此修整器在磨床上已得到應用，獲得了不錯的經濟效益。

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