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分析数控成形砂轮磨齿机砂轮修整的办法

返回列表来源:发布日期:2016-09-27 09:26浏览:0


这篇文章介绍了数控成形砂轮砂轮修整技能方面的开展和现有的数控砂轮修整设备及修整技能,并对怎么取得高的廓形精度进行了评论。

数控成形砂轮磨齿机广泛使用于航空航天、船只、风电、核电、军工等重型机械传动职业精细齿轮磨削,特别合适大模数、少齿数齿轮精细磨削。成形砂轮磨齿机磨削齿轮是将砂轮截形修整成与齿轮齿槽相适应的形状,经过往复磨削取得准确齿廓。数控成形砂轮磨齿机的最大优势在于数控砂轮修整器,装备相应的软件后能够磨制各种齿形修缘、齿根圆角过渡曲线、鼓形齿、各种特别齿形、摆线齿、圆弧齿和花键等。

数控成形砂轮磨齿机选用成形法磨削,砂轮截形精度是要害,这取决于截形计算精度及砂轮修整精度。国内外磨齿机制作商对成形砂轮修整技能进行了深入研讨,开发了不一样的砂轮修整设备,以此确保砂轮的修整精度,前进齿轮磨削精度。

数控成形砂轮磨齿机砂轮修整办法

对成形砂轮的修整主要有金刚笔和金刚滚轮两种办法,金刚笔修整构造简略、成本低,理论上能够取得更高的修整精度。因为金刚笔磨损严峻、寿数短、磨损量难以估测,无法准确抵偿,致使砂概括形精度一致性差,对于大型齿轮的磨削加工影响较大,逐步被金刚滚轮修整所取代。金刚滚轮刚性高、修整量大、功率高,选用轨道包络办法,愈加合适修整复杂的成形外表。金刚石滚轮修整砂轮的办法分为切入式滚轮修整和摇摆式滚轮修整。成形磨齿原理见图1。

图1成形磨齿原理 
图2切入式修整原理 
(1)切入式滚轮修整

选用切入式滚轮修整时,金刚石滚轮在修整电机驱动下高速旋转,沿砂轮径向做切入运动,为了修整成形外表,金刚滚轮和砂轮沿轴向相对运动。如图2所示,修整成形砂轮时,修整滚轮和砂轮以必定的线速比绕本身反转基地反转。砂轮沿本身轴线(Y轴)方向往复运动,修整滚轮沿本身径向(W轴)方向,以必定的比例关系跟随砂轮轴向运动。Y轴和W轴插补走圆弧或直线,金刚滚轮R圆弧圆心走砂概括形等距线(见图3)。运用滚轮和砂轮的触摸点包络出砂轮截形。

切入式修整法对金刚滚轮的制作请求较高,特别在磨削少齿数工件时。一方面,齿数越少,齿根圆越小,修整砂轮时滚轮的R圆弧的触摸区域大,对滚轮制作请求也越高;另一方面,工件齿数少,渐开线曲率半径小,齿廓曲折程度高,对径向差错敏感,这对滚轮本身径向跳动差错及设备后动态径向跳动差错提出了更高的请求。一样模数、不一样齿数的廓型对比见图4。

图3金刚滚轮修整成形砂轮进程


图4一样模数不一样齿数的廓型对比


图5双滚轮修整设备 
数控成形磨齿机厂商依据切入式修整原理开发了各具特色的砂轮修整设备,依据修整特色,可分为单滚轮和双滚轮两种类型。单滚轮构造简略、体积小、可修整规模较小。修整大模数、大齿深时,需制作大直径的金刚滚轮,滚轮刚性较差,并且简单和工件发作干与。现在选用单滚轮可修整的最大模数为25,选用双滚轮修整可有用防止上述问题。一个滚轮修整砂轮一个侧面,修整模数不受限制,能够用小滚轮修整,刚性好。在中小型成形砂轮磨齿机上选用单滚轮修整较为多见,大型磨齿机上遍及选用双滚轮修整(见图5)。

(2)摇摆式滚轮修整

如图6所示,摇摆式金刚滚轮修整构造相对复杂,需求完成5个动作:砂轮旋转、金刚滚轮旋转、金刚滚轮摇摆、滚轮和砂轮偏置、修整进给。选用该办法,金刚滚轮截面一直处于砂概括形法向截面内,修整砂轮仅用金刚滚轮R圆弧上的一个点,相似运用金刚笔尖修整砂轮。

图6摇摆式滚轮修整原理示意图(鼠标悬浮窗口扩大,单击检查扩大全图)


图7摇摆式滚轮修整(鼠标悬浮窗口扩大,单击检查扩大全图) 
运用这种修整办法,滚轮磨损对砂概括形精度影响较小。呈现磨损时,可经过修改滚轮R圆弧半径,调整触摸点方位,完成抵偿。选用点触摸修整,降低了对滚轮概括精度请求,但磨损加重。法向触摸修整不受工件廓形曲率半径的影响,合适少齿数工件。为了前进精度,滚轮R圆弧半径不宜过大,滚轮选用单圆弧碟型构造,构造轻盈,运动环节多,刚性稍差,合适小型工件的成形砂轮修整。摇摆式滚轮修整见图7。

(3)坐标修整设备

如图8所示,极坐标修整设备联系了切入式修整和摇摆式休整的特色,操控金刚滚轮在极坐标系中的平面运动包络砂轮轴截形曲线,完成砂轮成形修整。修整砂轮时,修整滚轮和砂轮以必定的线速比绕本身反转基地反转。砂轮绕摇摆基地摇摆,修整滚轮沿本身径向朝砂轮做直线运动。经过直线轴和反转轴两轴插补将砂轮截面修整成与待磨齿轮齿槽相适应的形状。

修整进程中,砂轮与滚轮触摸点处的法面矢量一直一样,与该点处的相对速度矢量彼此笔直。两轴插补,占有空间小,合适大型内齿磨削设备所用砂轮的修整。但这种办法只能选用单滚轮修整,可修整模数有限,不合适磨削大模数、大齿深齿轮的成形砂轮修整。

图8极坐标砂轮修整设备原理 
砂轮修整技能

在磨削进程中,砂轮磨损钝化,需求对砂轮进行修整,发生一个新的尖利廓形,一起确保精度一致。砂轮修整工具和修整条件对砂轮修整质量有明显影响,直接决议了砂轮描摹及廓形精度,修整的尖利程度决议磨削力及磨削温度,需求挑选合理的砂轮修整参数。

挑选合理的修整速比qd修整砂轮。当修整速比qd较小时,金刚滚轮与砂轮的相对速度较高,冲击力大,砂轮磨粒开裂较多,构成的切削刃较尖利,但砂轮全体廓形精度稍差,合适粗磨去掉较大磨削余量;当修整速比qd较大时,金刚滚轮与砂轮的相对速度较小;彼此作用力以揉捏力为主,砂轮磨粒受揉捏后,尖角破碎,构成更多的微刃,砂轮全体廓形精度高,合适精磨。经过很多的试验研讨及生产实践可知,修整砂轮时,金刚滚轮与砂轮的线速比取为0.3-0.8,粗磨取小值,精磨取大值。

修整深度影响砂轮磨粒的受力特征,修整深度较小时,砂轮磨粒所受损坏强度较小,发生微观破碎,构成微刃,廓形精度高,合适精磨;修整深度较大时,磨粒受力开裂破碎,有些联系剂掉落,构成尖锐的切削刃及容屑空间,合适粗磨。修整深度的挑选应该思考砂轮的磨粒尺度,防止过大的修整量将磨料全体掉落,既糟蹋磨料又难以构成准确的廓形。

金刚滚轮选用电镀或烧结办法制成,磨料为天然金刚石或各种人工金刚石,如CVD、PCD等。修整进程中发生热量,损坏金刚石磨料稳定性,切削热使砂轮磨料熔覆,形成堵塞,需求及时带走砂轮修整时的磨擦热,清理砂轮,冲走切屑,前进修整精度,延伸滚轮寿数。

小结

数控成形砂轮磨齿机使用中,砂轮修整设备及技能是要害,各种不一样原理、不一样办法的修整设备都有本身优势。跟着金刚滚轮和砂轮制作技能的开展,新磨料的使用以及操控技能、在线监测技能的前进,砂轮修整功率及廓形精度将得到进一步前进。

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