捏合块的轮廓曲线复杂(见),目前国内挤出机生产企业现有工艺一般为“铣削一手工抛光”,难以保证加工质量。为了保证捏合块轮廓的表面粗糙度要求,国内一些企业已尝试采用磨削加工。该方法采用靠模成形法加工,加工精度较差、生产率较低,而且靠模制造费用高,不能适应单件、小批量以及新产品开发的需要。
随着数控技术的发展,一些工业发达国家研制了AAENC(OMP.由于CNC磨床的砂轮直径一般较大,极坐标下的捏合块半径变化率也较大,因此成为影响磨削质量的主要因素,通常表现为磨削点处线速度的变化影响磨削表面粗糙度。
所示为在极坐标数控磨床上磨削捏合块的加工模型。图中,O为捏合块轴心,也是机床的绝对零点;Oi为砂轮中心;为捏合块与砂轮的接触点;T为捏合块在点K的单位切矢量;R为砂轮半径。
磨削过程中出现的主要问题是:捏合块角速度的微小变化被较大的捏合块半径变化率放大为线速度的较大变化。
解决上述问题的途径为:1)保持KOi与T相互垂直;2)使K沿T方向的切削速度恒定,即动点K在单位插补时间内的弧长增量As或插补步长Al恒定。
3捏合块磨削数学模型的建立由于磨削时,砂轮的位置是由砂轮轴心确定的,故捏合块磨削数学模型的建立可先由捏合块不同轮廓曲线段的(R 0)方程,求出砂轮轴心轨迹曲线段的(P0)方程。再由前述两根螺杆具有相同的角速度叫啮合点K沿T方向的切削速度恒定为计算依据,可计算动点K在单位插补时间内的弧长增量AS或插补步长AL恒定的情况下,求出砂轮轴心轨迹的离散点坐标值。
捏合盘轮廓外形如所示,是一对称图形,已知:螺杆外圆半径Rs根圆半径Rb中间段圆弧的半径等于两螺杆中心距Cl=Rb+Rs,顶角ft根角aK为捏合盘与砂轮的任一接触点,砂轮半径为R;T为捏合盘在点K的单位切矢量,单位插补时间内的弧长增量为恒定的AS由上述分析可知,KOi与T应始终保持相互垂直。
3.1分析砂轮轴心轨迹的极坐标Oi(R0)由于捏合盘轮廓外形是一对称图形,故以**象限分析。为使K沿T方向的切削速度恒定,即动点K在单位插补时间内的弧长增量AS恒定,计算中须先计算每恒定的单位插补时间内的弧长增量AS对应的点K的极坐标K(p,0),再以点K的极坐标K(p,求对应砂轮轴心点Oi的极坐标Oi(R0)。分析可知:线,则:单位插补时间内的弧长增量As对应的角增量A0为:丌Rb点共线,则:单位插补时间内的弧长增量As对应的角增量A0为:兀Rs一点,圆弧的半径等于螺杆中心距G,OKOi三点不共线。此时,P计算如下。
十P数控加工技术由和工件主轴转动(C轴)这两个轴的同步运动来形成的。
捏合块的数控磨削加工主要是指捏合盘轮廓外形中ACp段和CJp(如所示,Jp1B段的加工已在外圆磨削加工中完成),考虑到加工余量等,假想将CpJp1段延长,使顶角P变为(P-2),M―般为3. 5.加工中先快进到延长后CpJp1段的点Jp1,然后开始切入。
磨削加工好一个捏合盘后,工件主轴转动(C轴)错列角,沿Z轴(工件移动、捏合块轴线方向)移动一个导程T然后磨削第二个捏合盘的轮廓外形。如此反复,直到加工好捏合块。
42砂轮轴心轨迹的离散点坐标值计算恒线速磨削时,砂轮轴心轨迹的离散点坐标值的计算软件采用VisuaC+十设计。程序流程图如所示。
43捏合块磨削NC程序的生成及磨削加工在捏合块加工过程中,首先按照上述方法计算砂轮轴心运动轨迹(X轴、C轴和Z轴)的离散点的坐标,然后将这些坐标值编译为数控指令G代码,生成砂轮轴心轨迹的离散点坐标值计算数控磨削程序,完成数控磨削加工。为满足捏合块加工的快速响应速度的要求,电动机的控制由美国IMAC多轴运动控制卡实现,并由PtaukDTAxtiveX通讯软件将这些指令经总线传送至MAC运动器中,以此控制伺服电动机实现捏合块数控磨削加工。
5结语由于捏合块的加工比较复杂,因而有必要寻找一种比较简单的方法,用专用数控机床是一种好的方法,实践证明,采用该数学模型建立的加工程序是有效的。