下膠輥高精度圓弧槽的加工和測量

李慶喜，齊紅梅，柳秀娥

（河南新平科煙草機(jī)械有限公司，河南新鄉(xiāng)453000）

下膠輥高精度圓弧槽的加工和測量

李慶喜，齊紅梅，柳秀娥

（河南新平科煙草機(jī)械有限公司，河南新鄉(xiāng)453000）

針對下膠輥高精度圓弧槽難以加工的情況，從測量裝置的測量精度的提高、機(jī)床加工精度的提高和零件加工效率的提高三個(gè)方面入手，提出了一種系統(tǒng)的加工和測量方法。通過設(shè)計(jì)V型測量工裝，可在工具磨床加工過程中對高精度圓弧槽進(jìn)行測量，通過設(shè)計(jì)分度工裝來提高零件的加工效率，通過修整砂輪的方法來滿足高精度圓弧槽的加工精度要求。該方法在實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)用后，加工出了滿足圖紙要求的零件，此零件也得到了用戶的認(rèn)可。

下膠輥；圓弧槽；V型測量工裝

用在卷煙機(jī)上的下膠輥的作用是為煙支過濾嘴水松紙上涂一層0.03 mm厚的薄膠。作為一個(gè)精密零件，它對加工精度要求較高，但實(shí)際生產(chǎn)中產(chǎn)品的加工尺寸不容易保證。

下膠輥圓弧槽形狀及尺寸如圖1所示，下膠輥外圓上有10處7 mm×（0.03±0.002 5）mm的圓弧槽，圓弧槽與兩端的外圓在同一個(gè)圓柱面上。兩端外圓加工難度不是很大，但要保證10處圓弧槽精度且與兩側(cè)圓柱面接平，難度較大?？紤]到公司現(xiàn)有設(shè)備，我們把此槽的加工安排在工具磨上進(jìn)行。此槽的精度要求為± 0.002 5 mm，在加工和測量兩個(gè)方面均有相當(dāng)大的難度，除此之外，由于加工數(shù)量較多，還需要考慮零件的加工效率問題。經(jīng)過不斷的摸索和改進(jìn)，我們進(jìn)行了測量工裝、分度工裝的設(shè)計(jì)，并開展了應(yīng)用，取得了不錯(cuò)的效果。同時(shí)，在加工過程中，我們還采用了改變砂輪修整形狀的方法來提高加工的精度和效率。

圖1　下膠輥圓弧槽示意圖

1　測量工裝的設(shè)計(jì)

對于10處7 mm×（0.03±0.002 5）mm槽，比較常見的測量槽深的方法如下：先用千分尺測量出外圓的直徑，再用千分尺測量出槽位置直徑方向的尺寸，然后取兩者差值的一半，就是槽深的測量尺寸。這種測量方法由于采用了間接測量，很容易造成誤差累積，以至于±0.002 5 mm的公差范圍很難保證。

為避免累積誤差的產(chǎn)生，我們進(jìn)行了測量工裝設(shè)計(jì)。如圖2所示，測量工裝由V型表座1和千分表2構(gòu)成。測量槽時(shí)，V型表座與已磨削的外圓相切，首先用千分表測量外圓直徑，然后把外圓作為基準(zhǔn)，對零，再通過旋轉(zhuǎn)表座，使表針移動(dòng)至需要測量的圓弧槽內(nèi)，此時(shí)V型工裝仍相切于外圓，支撐在外圓上，讀取表上的數(shù)值，即為槽的實(shí)際深度。這種測量方法采用了直接測量槽深的方法，避免了間接測量過程中的累積誤差，提高了測量的精度。同時(shí)這種測量工裝簡單、輕便，既可以取下工件測量，又可以在機(jī)床上測量，在加工過程中可以邊加工邊測量，既保證了一次裝夾，又提高了生產(chǎn)效率。利用本測量工裝測量的槽深數(shù)據(jù)與三坐標(biāo)法的測量數(shù)據(jù)基本一致，因此完全可以用此替代三坐標(biāo)法測量槽深。

圖2　測量工裝示意圖

2　分度工裝的設(shè)計(jì)

圖3是分度工裝示意圖。分度工裝由分度盤4、定位銷1和固定塊3組成，2和6為機(jī)床頂尖。分度盤上有10個(gè)均布的槽，定位銷1與固定塊3采用小間隙配合，固定塊通過頂絲固定在左側(cè)的頂尖上。

工件5通過兩個(gè)頂尖對頂固定在機(jī)床上，分度盤內(nèi)孔與膠輥小外圓用頂絲固定。分度盤槽比定位銷子寬，分度盤可沿軸線方向轉(zhuǎn)動(dòng)，但受銷子的限位。分度盤轉(zhuǎn)動(dòng)的角度等于下膠輥槽寬對應(yīng)的度數(shù)減去砂輪寬度對應(yīng)的角度。

圖3　分度工裝示意圖

3　砂輪的修整技巧

要磨削圓弧槽，就需要把砂輪修整成圓弧形且滿足尺寸要求，公司現(xiàn)有設(shè)備無法完成此加工。為了能在工具磨上加工此工件，我們把砂輪寬度修成0.5 mm，寬7 mm的槽分14～15次磨出，槽底截面形狀類似于多邊形。當(dāng)最高點(diǎn)槽深為0.03 mm時(shí)，幾何關(guān)系如圖4所示，根據(jù)勾股定理可推出實(shí)際最大槽深。其中：D是工件直徑（mm），T是弧形槽深（mm），B是砂輪寬度（mm）。計(jì)算得出Amax=0.031 4 mm，此槽深與0.03 mm槽深基本一致，僅有0.001 4 mm的加工誤差。此多邊形近似于圓弧形，能夠滿足零件要求。

圖4　砂輪修整原理圖

在加工零件的過程中，為了保證不退砂輪就能加工另一處槽，我們將砂輪形狀做了小的修整，在砂輪圓周上修出了一個(gè)小的缺口。當(dāng)我們磨削下一處槽時(shí)，只需把砂輪停下來，然后將砂輪轉(zhuǎn)動(dòng)至缺口位置，就能轉(zhuǎn)動(dòng)工件至另一處需加工的槽位置，停砂輪前不需要退出砂輪。這樣既節(jié)省了退砂輪與進(jìn)砂輪的時(shí)間，又消除了砂輪在退出與進(jìn)給過程中重復(fù)定位砂輪造成的誤差。

4　結(jié)束語

實(shí)踐證明：測量工裝的應(yīng)用不僅減少了測量槽深的工作量，還提高了工作效率，同時(shí)由于可在機(jī)床上進(jìn)行測量，也提高了零件的加工精度；分度工裝的應(yīng)用保證了產(chǎn)品的質(zhì)量，作為一種防錯(cuò)措施，也提高了零件的合格率，避免了由于員工使用分度盤加工時(shí)的疏忽而造成的零件報(bào)廢現(xiàn)象的發(fā)生。另外此過程生產(chǎn)的零件也得到了用戶的肯定和認(rèn)可。

【責(zé)任編輯黃艷芹】

Machining and Measuring of High Precision Arc-groove for Below Rubber Roller

LI Qingxi，QI Hongmei，LIU Xiue
（Henan Xinping Technology Tobacco Machinery Co.，Ltd，Xinxiang 453000，China）

In view of the difficulty in processing high accuracy arc-groove of below rubber roller，the paper found out a systematic machining and measuring method from three aspects：improvement of measuring device，improvement of machining accuracy of machine，and improvement of machining efficiency.The V type device was designed to measure the arc-groove when it was processed.The accuracy of arc-groove was improved through changing the shape of grinding wheel.A division device was designed to improve the machine processing efficiency.With the application of the three aspects，the parts were processed to meet the requirements of the drawings，and received the recognition of customers.his method.

below rubber roller；arc-groove；V metrical-body

TH161

A

2095-7726（2015）09-0050-03

2015-06-03

李慶喜（1981-），男，河南新鄉(xiāng)人，助理工程師，研究方向：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化。