控制力磨削液压系统在自动磨削中的应用bookmark0刘春林（宁波工程学院，浙江宁波315016）磨削液压原理进行了分析。在磨削加工自动循环过程中，需有转换信号、变换进给量。而控制力磨削法，是在某一进给量中始终保持恒压力磨削。

　　1引目为了实现磨削自动化，首先必须实现磨床加工循环自动化。磨削是一种精加工方法，一般加工余量较小，要求保证较高的加工精度和表面粗糙度。同时由于砂轮的切削过程与一般金属切削刀具有所不同，因此在实现磨削加工自动化时有以下要求：①磨削加工循环的控制与工件尺寸精度或几何形状精度的控制密切相关，所以磨削自动循环常常用自动测量装置或精确的定程挡铁来控制。②自动磨削时不仅在切削工件时要求采用微量进给机构以保证加工精度，而且由砂轮的切削特性所决定，要求自动控制砂轮向工件引进和切入过程，以利于提高生产率和加工质量。在近代设计的自动和半自动磨床上，均具有自动进给的机构，能实现砂轮架的快进、工作进给、微量进给和快退等动作。有些磨床上还配备了自动测量装置，能根据工件尺寸的变化，主动控制磨削过程。

　　2磨削加工自动循环分析与切入过程控制2.1磨削加工自动循环分析在磨削加工自动循环过程中，为了获得预定的加工精度，需自动变换进给量，即进行粗磨、精磨、光磨等过程的转换。其转换信号可以通过定程挡铁和微动开关发出，也可以用自动测量装置发出。通常磨削加工自动循环有如所示，图中所示为：砂轮架快速趋近工件①，等将要接触工件时转变为慢速工作进给，逐渐向工件切入，先进行粗磨进给②，粗磨后再转换为精磨进给③，进给结束后进行无火花光磨④，然后砂轮架快速退回⑤。这种方案能保证较高的加工精度。如果要求更高的加工精度，在上述方案中可增加一道半精磨工序。磨削加工自动循环方案不止上述一种，在某些具体情况下，根据磨床所采用的不同的进给机构和控制方式，还可能有其他不同的方案。

　　2.2自动切入过程的控制从提高磨削生产率、保证加工质量和安全生产等方面出发，在实现磨削加工自动化的过程中，必须首先解决砂轮切入工件过程的自动控制问题。

　　砂轮在快速趋近终了和切入工件之前，为了防止砂轮以较快速度撞上工件，必须在接触工件之前就开始转换为工作进给，即砂轮要以进给速度走过一段空行程。由于切削余量一般都比较小，这一空行程长度往往比余量大的多，由此引起的空转时间损失在整个循环时间中占有相当大的比重，影响生产率的提高。

　　主要从事机械制造与液压技术方面的科研与教学工作。

　　然而本文介绍的控制力磨削方法，可以使空程损失减少，既能保证加工质量，又能提高磨削加工生产率。

　　3控制力磨削液压系统目前在磨削加工中大多采用恒进给量控制法，即当砂轮切入工件后，不管被加工材质的硬度是否变化，砂轮的纯度情况如何，磨削过程均按已调定的进给速度进行。从安全出发考虑，进给速度往往偏低选择这样便不能充分发挥磨床的工作效率。在工件的材质较硬，磨削速度较高，砂轮的切削性能较差的情况下，速度进行选择不当，往往使工件的表面烧伤，以至不能保证加工质量，在粗磨阶段，这一问题尤其显得突出。

　　而采用控制力磨削法，是在磨削过程中，使砂轮和工件之间始终保持一定的径向力，即把径向进给力作为控制磨削过程的主要参数，故称为控制力磨削或恒压力磨削。采用这种方法，当砂轮尚未接触工件时，便没有切削力，而砂轮便一直快速趋近到接触工件为止，因此空程损失小。在开始磨削时，由于沙粒锋利，因而进给速度高，能充分发挥磨削效率而不会烧伤工件。

　　当砂粒逐渐纯化后，径向力增大，进给速度便自动降低。所以，这种控制方法能在磨削过程中根据工件的材质硬度的变化，砂粒切削能力的变化等因素自动调节进给速度的大小。

　　例如在外圆磨床上采用控制力磨削，如所示。

　　控制力由液压缸5与半螺母4连接在一起。当电磁铁1DT通电时（如表1所示）快速液压缸2推动丝杠3、螺母4、液压缸5带动砂轮架6快速趋近。液压缸2的活塞向前到达终点时，挡铁1压在行程开关XK上，发出控制力磨削信号。首先电磁铁2DT通电，压力油进入液压缸5的左腔，开始粗磨，此时的进给力为：一一用以消除丝杠-螺母间隙的柱塞缸7的反力表1液压系统电磁铁动作表快进粗磨精磨无火花光磨快退一砂轮架导轨的磨擦阻力粗磨结束后，自动测量装置发出转换信号，电磁铁3DT通电，压力油进入缸5的左右两腔，开始精磨，此时的进给力减小为：A2一缸5右腔的作用面积精磨结束后，测量信号2DT3DT断电，4DT通电，压力油进入缸5的侧边将其活塞制动，砂轮停止进给，进行无火花光磨。工件达到尺寸后，测量信号使电磁铁全部断电，砂轮架快退至原位。

　　液压系统中节流阀A和B的作用与一般恒进给量液压系统中的节流阀不同。A用以防止砂轮接触工件时产生冲击，B用以防止粗磨转换为精磨时产生压力波动。因此，A和B的开口量都不能调的太小，以不产生冲击和压力波动为准，否则将失去控制力磨削的作用。

　　在有些情况下，精磨时要求径向力很小，但在很小的径向力实现控制力磨削比较困难。这时可采用综合控制办法，即在粗磨时用控制力磨削以快速切入过程和切除大部分量，精磨时采用恒进给量磨削法。

　　4结束语在自动生产中采用控制力磨削液压系统，与自动磨削加工循环控制密切相关，所以磨削自动循环常用自动测量装置或精确定程挡铁来控制，以利于提高生产率和加工质量。对于自动化程度较低的磨床，为了实现自动加工循环，需经一定的改装和添置某些自动化机构。不论是通用磨床的自动化改装或是设计专用自动化磨床，都是为了某一具体的零件实现磨削工序自动化而进行的。