一種固定式砂輪修整器的設(shè)計(jì)與分析

王亞峰，夏田

(陜西科技大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院，陜西西安 710021)

磨削是把砂輪修整成與工件輪廓相吻合的形狀，加工時(shí)砂輪和工件全面接觸“拷貝”出砂輪的廓形，是一種高精度、高效率、低成本的精加工方法。磨削時(shí)，由于砂輪各點(diǎn)處的圓周速度不一樣，致使各點(diǎn)處的材料去除率不同，從而導(dǎo)致砂輪磨損不均勻，特別是在尖角部位容易崩碎，從而產(chǎn)生形狀誤差，因此砂輪的修整對(duì)磨削加工過(guò)程具有重要影響。

1 設(shè)計(jì)思路與結(jié)構(gòu)

1.1 設(shè)計(jì)思路

工程中通常使用的修整器由底座進(jìn)給部分和上部滾輪架兩部分組成，其主軸上只安裝一個(gè)金剛滾輪。由于由上下兩部分組成，這種修整器金剛滾輪的主軸高度較高，通用性差，且只能安裝一個(gè)滾輪，功能性也比較差。針對(duì)這種情況，此次設(shè)計(jì)一種固定式、既有金剛滾輪又有成型滾輪的砂輪修整器。將修整器整體安裝在磨床工作臺(tái)上，即修整器整體為固定式不動(dòng)，修整砂輪時(shí)，修整器電機(jī)驅(qū)動(dòng)主軸轉(zhuǎn)動(dòng)使金剛滾輪獲得足夠大的線速度，砂輪由專(zhuān)用的伺服電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，磨床工作臺(tái)的左右移動(dòng)完成修整器X方向的移動(dòng)，磨床立柱的前后移動(dòng)完成修整器Y方向的移動(dòng)，磨床砂輪主軸的上下移動(dòng)完成修整器Z方向的移動(dòng)。通過(guò)以上3個(gè)相互垂直的直線進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，可以完成砂輪的修整。修整器結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1。

圖1 修整器整體結(jié)構(gòu)圖

1.2 主軸部件分析

主軸部件是修整器裝置的關(guān)鍵部件，其結(jié)構(gòu)如下圖2。

圖2 主軸結(jié)構(gòu)圖

此次設(shè)計(jì)中，在保證主軸具有足夠的剛性后，通過(guò)合理的尺寸計(jì)算使主軸光軸部分尺寸盡量長(zhǎng)一些，這樣既能安裝金剛滾輪，又能安裝成型滾輪，使得修整器的功能性、通用性更強(qiáng)。在主軸上裝入唇形密封5、16，確保主軸兩端軸承密封性良好。

1.3 傳動(dòng)部件分析

傳動(dòng)部件的作用是保證金剛滾輪和成型滾輪轉(zhuǎn)速的高低、旋轉(zhuǎn)方向符合修整工藝的要求，且將電機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)傳遞給主軸。此次設(shè)計(jì)采用帶傳動(dòng)即可滿足要求。帶傳動(dòng)具有以下優(yōu)點(diǎn):(1)帶有彈性，能緩沖吸震，從而傳動(dòng)平穩(wěn)，噪聲小;(2)當(dāng)傳動(dòng)過(guò)載時(shí)，帶在帶輪上打滑，可以防止其他零件損壞;(3)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、拆裝方便。此次設(shè)計(jì)中，通過(guò)調(diào)節(jié)螺母10帶動(dòng)調(diào)整板11來(lái)實(shí)現(xiàn)帶的張緊與松動(dòng)，便于安裝帶輪和張緊傳動(dòng)帶。

1.4 滾輪部件的拆換

金剛滾輪和成型滾輪在修整一定次數(shù)后需要進(jìn)行更換。為了方便滾輪的更換，在設(shè)計(jì)修整器底座時(shí)留出一個(gè)缺口，即安裝支撐座13的位置。安裝底座和支撐座通過(guò)螺釘連接，在兩邊的縫隙處分別用兩個(gè)銷(xiāo)(騎縫銷(xiāo))定位，其連接結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖3。

圖3 連接結(jié)構(gòu)圖

在支撐座一端設(shè)計(jì)一種退卸套15，其結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖4。此退卸套的結(jié)構(gòu)，用一個(gè)螺母旋在螺紋上擰動(dòng)，就可使退卸套從主軸上退下。更換金剛滾輪和成型滾輪時(shí)，先拆下端蓋14，再拆下鎖緊螺母，然后用螺母旋下退卸套后即可取出軸承。再拔出2個(gè)定位銷(xiāo)，拆去安裝底板和支撐座的連接螺釘，之后即可拆下支撐座，這樣就可以進(jìn)行金剛滾輪和成型滾輪的更換了。

圖4 退卸套結(jié)構(gòu)圖

2 結(jié)束語(yǔ)

此修整器采用固定式安裝，略去了底部進(jìn)給部分，使修整器主軸高度明顯降低，此外既安裝了金剛滾輪，又安裝了成型滾輪，其通用性與功能性顯著增強(qiáng)。工程實(shí)踐中的應(yīng)用證明，此修整器既可以保證精度，又可以提高修整效率，效果良好。同時(shí)，金剛滾輪和成型滾輪能夠很方便地進(jìn)行拆裝更換，減輕了工人的勞動(dòng)力。此修整器在磨床上已得到應(yīng)用，獲得了不錯(cuò)的經(jīng)濟(jì)效益。

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