保证磨削丝锥的容屑槽和前刃面截形正确,其前角、叶宽和芯厚均可达到图纸要求。
保证磨削表面质量合格,无烧伤现象和裂纹,表面粗糙度达图纸要求。
满足较高的生产效率二、磨削方式的选择选择磨削方式必须全面考虑工件材料的磨削特性、砂轮状况、工件表面质量的要求等因素,在保证零件加工精度和表面质量要求的前提下,以获得高效率的磨削加工。
根据被加工槽形的特点,机床可采用以下磨削方式。
成形磨削:按工件槽形要求,修整出相应形状的砂轮,用切入法磨削。
高效磨削:强力磨削:选用较大的吃刀深度(max 4.05mm)及较快的走刀量(工进速度4060mm/s)的切削方式高速磨削:选用80m/s的砂轮线速度。
三、加工工艺性的分析上述加工工艺具有吃刀深度较大,走刀速度较快等特点。使砂轮与工件之间的接触面积增大,磨粒切削刃在同一条磨痕上,要磨擦多次,而冷却液很难进入磨削区,使磨削热增高,工件容易出现烧伤现象和裂痕,如果克服以上问题,需做到以下两点:保证磨削出正确的工件截形;b.保证在磨削时,工件不烧伤,为解决这些问题,我们作如下分析:提高砂轮线速度无疑是一种*佳方法,它可以使单位时间内的切削厚度减小,磨粒的负荷减小,砂轮不容易堵塞,切削性能提高,有利于提高工件的表面质量,但由于砂轮线速度太高,在砂轮表面形成一层高压高速空气流,使冷却液不容易进入切削区,造成干磨状态,不利于对砂轮和工件的冷却。
增加砂轮直径可使切削厚度减小,但切削弧长也随之增大,而且会加大砂轮重量,增加离心力和主轴负载。所以只有为获得一定的砂轮线速度,而增加磨头主轴速度又有困难时,才增加砂轮直径。
正确选择砂轮的粒度和硬度,如果砂轮的粒度太粗,而硬度偏软,在磨削时工件表面不容易烧伤,但砂轮的脱粒快,不容易保持正确的截形。如果加大砂轮修整量,来保持砂轮截形,则砂轮消耗太大,反之砂轮截形容易保持,但工件表面容易产生烧伤。所以对砂轮的粒度和硬度以及对砂轮修整量这三方面的选择,应根据不同形式和不同规格的工件选择一个*佳值。根据试验,该机床选用由国内生产的树脂结合剂的单晶刚玉砂轮,其粒度为120,硬度为超硬(Y),线速度可满足80m/s.冷却系统对磨削过程起着很重要的作用,利用冷却来解决由于强力磨削而带来的工件烧伤问题,是*有效的方法,在磨削过程中,冷却系统应起以下作用:a.冷却工件;b.冷却砂轮;c.冲掉堵塞砂轮孔隙的细小切屑等残留物;d.在砂轮与工件之间产生润滑作用。
为达到上述作用,冷却系统应注意以下几点:具有较高的工作压力,以便使冷却液冲破由于砂轮线速度高而产生的高压高速空气流,进入切削区,设计压力应在16kgf/cm123420kgf/cm2.多喷嘴分布,从不同方向分别冷却工件和砂轮;冷却系统具有较大的流量,从而保证冷却充分;合理的喷嘴形式,使冷却液准确的冷却到位。f.冷却液中添加“高速磨削液”提高冷却效果。
四、机床设计方案的确定机床主要由工件箱、砂轮架、砂轮修整机构、磨头、送(卸)料机构、工件托架、液压系统、电气系统和自动润滑系统组成(冷却系统单独设计)。主要部件功能如下:()工件箱工件箱的功能;工件主轴可实现直线和螺旋线两种运动轨迹;由液压马达驱动,实现工件进给运动和分度运动;与砂轮架配合,实现渐增运动;与工件托架配合,完成对工件的定位夹紧(放松);当加工螺旋槽丝锥时,采用更换导程套的方式来实现不同导程工件的加工。
工件箱的传动原理与结构当加工直槽丝锥时,安装花键套(46)(如图三)而不安装花键套(70)(如图二)。
当加工螺旋槽丝锥时,安装花键套(70)(如图二)而不安装花键套(46)(如图工件主轴的分度运动(如图二、三)当拨销油缸拨出分度板(48)上的定位销时,液压马达通过蜗轮副(67、68)前主套(58)连接套(52)后主套(55)带动分度板(48)和插销(49)与螺旋套(50)同步转动,同时通过花键套(46)等(直槽)或花键套(70)(螺旋槽)带动工件主轴(59)同步转动,当分度板(48)转至定位键时,分度板定位销插入分度板(48)定位槽内,分度运动完成,前主套(58)是通过连接套(52)上的四个磨擦块将扭矩传递给后主套(55)的。
(二)砂轮架砂轮架部件的功能实现砂轮的上升与下降;使磨头升降与打砂轮机构升降产生差动运动,差动机构可使由于修整砂轮而使砂轮变小而对磨削的工件的尺寸不产生影响;当加工大规格的工件时,利用一套多级进给机构来实现对工件的多次磨削。
砂轮架部件的传动原理与结构设计(如图四)机床的主运动砂轮电机(22)通过皮带轮(23、25)多楔带(24)将运动传递给砂轮主轴,砂轮电机为变频电机,通过PC程序控制,保证砂轮线速度衡定,克服由于修整砂轮,砂轮直径变小而使砂轮线速度下降的现象。
砂轮的垂直进给运动和修整补偿的差动运动。
利用油缸(11),推动超越离合器(12)使齿轮(18)转动,经过齿轮(10、7)传递,使丝杠(4)转动而螺母(3)固定在立柱上不动,因此丝杠(4)带动磨头和打砂轮机构等,同时作下降进给运动。同时,齿轮(18)经过齿轮(10、15)带动丝杠(17a)转动。而螺母(17a)固定不动,从而使打砂轮机构(19)相对于磨头作下降补偿运动,由于丝杠(4)的螺纹为T24X2而丝杠(17a)的螺纹为T24X2左,这样就使打砂轮机构的下降量是磨头下降量的2倍,从而保证被加工工件的尺寸保持不变。
当砂轮使用到极限直径时,利用手轮(16)等传动使磨头快速上升,而磨头的移动量和打砂轮机构的移动量由于差动机构的作用,始终保持运动方向一致,而移动量为倍数关系。
为便于机床调整,传动丝杠副(2a、2b)可实现对磨头升降的微调。
多级进给运动为提高该机床的加工范围,本机床设计了多级进给机构,通过油缸(9)带动多级进给块(8b)移动,实现多级进给,多级进给可通过感应块来设定,多级进给块(8b)共分1.8,2.2,2.7,3.35,多级进给块(8b)的每一级都对应安装一块感应块,机床操至接近开关方向,即可实现多级进给运动。
(锻划班堪Hssffi逦撕标H(三)砂轮修整器的结构排除钝化了的磨粒,露出新的磨粒,同时也出现新的空隙部分。
根据工件槽形,修整出正确的砂轮截形。
〃手动f车削法:使用金刚笔,通过机械结构修整成形。
自动:<金刚滚轮:修整效率高,形状稳定,成本高,专用性强。
L仿形修整:制作成本低,需更换专用样板。
L数控:根据被加工工件槽形和机床总体特点,该机床选用自动修整方的车削法来修整砂轮。
机床采用两套砂轮修整机构,分别布置在砂轮切向方向的两侧,其中一套砂轮修整器只用于修整一个圆弧,另一套砂轮修整器用于修整一个圆弧或通过一套摆杆机构和一套凸轮机构来实现对一个圆弧和一条直线的修整(如图五)。
砂轮修整机构主要是由修整臂(3),转动油缸(4),凸轮(1),曲柄(5)及滑板(10)组成。其工作原理为:曲柄(5)可在固定于滑板(10)的支点(7)上转动,支点(6)固定在底板(9)上,由于弹簧(11)的作用,滑板(10)通过支点(7)的作用,使曲柄(5)的一端靠在支点(6)上,另一端靠在凸轮(1)上。由液压驱动转动油缸(4)转动,使修整臂(3)和凸轮(1)同步转动,使曲柄(5)绕支点(7)转动,由于支点(6)对,曲柄(5)的反作用力,使滑板(10)向上作直线运动。此时,修整臂(3)同时作转动和直线两种复合而成的运动,使金刚笔按设计的曲线运动,从而修整出所需要的砂轮截形。
(四)磨头由于机床采用切入式磨削方法,且砂轮选用80m/s的线速度。因此,砂轮主轴的回转精度及强度,将会直接影响磨削质量,因此对磨头系统有以下要求:砂轮轮系必须进行平衡处理,以减少因振动带来的影响,目前,砂轮平衡方式主要有静平衡和动平衡两种方式。国内大多采用静平衡,近几年来,也有采用动平衡的发展趋势。
合理选择砂轮主轴的支承轴承,目前可供选用的轴承形式有:静压轴承、动压轴承、动静压轴承和滚动轴承几种形式。其中,静压、动静压轴承的回转精度高,吸振性好,理论上不磨损,精度保持好。但其缺点是:需设置独立的供油系统;调试技术难度大,维修不便。
滚动轴承由于制作水平的提高,选用高精度的进口主轴轴承可以满足机床的使用。
主轴驱动应采用卸荷皮带轮,以减少主轴的受力,保证其技术性能,延长使用寿命。
(五)送(卸)料机构工作原理(如图六)由于丝锥的结构,为一端是圆柱形,另一端是方柄,且对于方柄还有方向性要求,因此,设计了步进式送料和快速送料两种结构相结合的方案,来实现送(卸)料工作正确完成。
升降油缸(6)拉动曲柄连杆机构(4,10)使工件托架(3)上升,曲柄连杆机构(4,10)是通过连杆(8)连接在一起的,使两套曲柄连杆机构同步运动,从而保证工件托架(3)水平上升。
步进油缸(7)通过连接架(9)拉动工件托架(3)向前步进一步。
升降油缸(6)推动曲柄连杆机构(4,10)使工件托架下降,此时就将*前面的一个工件送至工件托架(2)上。
步进油缸(7)通过连接架(9)推动工件托架(3)复位。
快送油缸(5)拖动工件前进至卸料位置,接近开关发出讯号,将已加工完的工件下落至工件托斗(1)上,卸料完成后,快送油缸继续前进至上料位置,接近开关发讯后装夹工件,当装夹工件结束后,快送油缸(5)后退至*后位置,防护门关闭,同时安装在防护门上的拨料板将已加工完成的工件拨至接料盒中,至此,送(卸)料工作结束。
(函辑咐)km 6J砂轮架下降7j工件主轴1工进五、机床的工作循环5防护罩仓门关闭,同时将卸料冷却液斗中的工件送至接料盒中开启8!工件主轴工进终」:后砂轮架上升9!工件主轴后退11丨冷却液关闭防护罩仓门打开