747数控轴承磨床砂轮修整装置设计

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1、1绪论1.1数控轴承磨床的应用现代工业生产中，中、小批量零件的生产占产品数量的比例越来越高，零件的复杂性和精度要求迅速提高，传统的普通机床已经越来越难以适应现代化生产的要求，而数控机床具有高精度、高效率、一机多用，可以完成复杂型面加工的特点，特别是计算机技术的迅猛发展并广泛应用于数控系统中，数控装置的主要功能几乎全由软件来实现，硕件儿乎能通用，从而使其更具加工柔性，功能更加强大。制造业的竞争已从早期降低劳动力成本、产品成本，提高企业整体效率和质量的竞争，发展到全面满足顾客要求、积极开发新产品的竞争，将面临知识-技术-产品的更新周期

2、越来越短，产品批量越来越小，而对质量、性能的要求更高，同时社会对环境保护、绿色制造的意识不断加强。因此敏捷先进的制造技术将成为企业赢得竞争和生存、发展的主要手段。计算机信息技术和制造自动化技术的结合越来越紧密，作为自动化柔性生产重要基础的数控机床在生产机床中所占比例将越来越多O平面磨床相对于车床、铳床等采用数控系统较晚，因为它对数控系统的特殊要求。近十几年来,借助CNC技术，磨床上砂轮的连续修整，自动补偿，自动交换砂轮，多工作台，自动传送和装夹工件等操作功能得以实现，数控技术在平面磨床上逐步普及。我国从80年代开始生产数控平面磨床

3、，随着数控系统性能与可靠性的提高，价格更趋合理，使数控磨床与普通磨床的比价为广大用户所接受，同时随着先进制造与自动化技术在生产屮的要求提高，数控磨床的使用也将越来越广泛。数控平磨及其它磨床将向加工柔性更好的高档磨削加工中心和更加高效的专用数控磨床方向发展。我们相信伴随着计算机、信息技术革命的深入，数控磨床在其智能化、系统信息控制等方面，将会有很大的进步。1.2砂轮磨削的发展现状人们一直对于提高磨削的砂轮速度所带来的技术优势和经济效益给予了充分的注意和重视。但是在高速磨削过程中，工件受热变形和表面烧伤等均限制了砂轮速度的进一步提高，

4、砂轮强度和机床制造等关键技术也使得高速磨削技术在一段时间内进展缓慢。当20世纪90年代以德国高速磨床FS—126为主导的高速磨削（High—speedGrinding）&术取得了突破性进展后，人们意识到一个全新的磨削时代已经到來。高速磨削技术是磨削工艺本身的革命性跃变，是适应现代高科技需要而发展起来的一项新兴综合技术，它集现代机械、电子、光学、计算机、液压、计量及材料等先进技术成就于一体。随着砂轮速度的提高，目前磨削去除率己猛增到了3000mm3/mmsB至更多，可与车、铳、刨等切削加工相媲美，尤其近年来各种新兴硬脆材料（如陶瓷、

5、光学玻璃、光学晶体、单晶硅等）的广泛应用更推动了高速磨削技术的迅猛发展。口本先端技术研究会把高速加工列为五大现代制造技术之一。国际生产工程学会（CIRA）将高速磨削技术确定为面向21世纪的中心研究方向之一。1.3砂轮修整的作用精密零件的磨削加工中，圆弧形面的磨削尤其是轴承外环内滚道和内环外滚道的磨削是一个技术难点，而砂轮的修整对磨削精度起着重要作用。传统的砂轮修整是通过砂轮修整笔进行手工修整，或者采用成型修整器（如滚轮）进行修整。但这两种方法修整后的砂轮都会产生圆弧形状课差，影响加工后工件的形状精度。影响砂轮修整精度的原因有两方面

6、：一是修整器本身的精度；二是操作不当。修整可恢复超硬砂轮的切削刃。在磨削过程中，砂轮逐渐钝化。因此，驱动砂轮所需要的力矩增加。如果要保持砂轮的转速，砂轮驱动功率就会增加，磨削区产牛的热量也会增多。随着砂轮的钝化和摩擦消耗功率的增大，工件可能发生烧伤。2砂轮修整的分类2.1常规机械修整方法2.1.1离线修整修整砂轮的最初方式是用单刃金刚石车削砂轮。图2・1为100多年前使用的实用修整装置。目前，单刃金刚石仍在使用，而且可以安装在机动滑板上，以提高位置控制精度。对于成形砂轮，为维持砂轮形状精度，通常采用单点式车削修整工具。离线修整仍在

7、工业界使用。尽管手动离线修整不准确，高精度设计的离线修整系统仍能产牛良好的砂轮修整效果。在线修整意味着每台磨床装备一台修整装置，因此其经济效益可能低于所有磨床共同使用的高精度离线修整系统。手植金刚石、金属结合剂旋转修整工具的效果优于单刃金刚石工具，常常用于批量生产磨削的磨床上。显然，这些工具比较昂贵，往往与比较昂贵的电气的或液压的精密定位滑板和主轴组件联合使用。对于成形磨削，成形修整滚轮是修整成形砂轮的一种有效方式。由于旋转修整装置费用高且需要相应的位置控制系统，小型机械车间一般不予采用。图2-1Samann修整装置2.1.2连续

8、修整砂轮的修锐往往意味着必须中断磨削过程。这样中断不仅降低生产效率，而且由于磨削过程的专一性导致磨削性能的不一致。所以，加工中修整受到高度重视。连续修整技术向来是研究与开发的重点。连续修整时，砂轮通常以预定修整速度过修整，以补偿工件磨削过程中可能发