球面磨削的探讨.doc

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1、球面磨削的探讨摘要：介绍球面磨削的原理及砂轮尺寸、工件倾角计算公式和球形的检查方法、常见题目的处理。襄樊内燃机车工厂每年耍修东风4内燃机150多台，其屮柴油发动机中冇很多运动件、密封件是球面零件，女山压球、球面座、球形垫圈等,既要求产品硬度高（耐磨损）、球形正确，乂要求粗糙度值小，运动无卡滞现象，以免影响发动机进、排气的畅顺及柴油机中的密封件可靠性。1球面的几何特点和磨削加工原理球面是一个重耍几何体，它的特点是从球形表面上的任一点到球心的间隔都即是球面半径R,因此，无论从哪个位置用一平面和球形相截，所得的截平面都是一个圆

2、。而且该圆的圆心是球心O在截面上的投影Oa（图1）＞直径de和截平面离球心的偏心距h的大小有关。根据上述分析：只要使砂轮旋转吋，砂轮内孔直径（磨外圆球）或砂轮外圆直径（蘑内圆球）或面运动的轨迹与球面的截形重合，然后再由球面工件绕其本身轴线的旋转运动相配合，就可将球面磨出。（注：磨外圆球面时以砂轮内径尺寸为计算尺寸，磨内圆球面时，以砂轮外径尺寸为计算尺寸）图1球面的儿何特性图2截平面小于球面直径加工计算2磨削球面砂轮尺寸计算及倾角计算1.磨外球形截面小于直径D砂轮内径计算H=(D-(D2-d2)?)/2(1)dc=((d/

3、2)2+H2)?(2)1.式中：d——球形截面直径2.D——圆球直径3.H・弓形尺寸高度4.de砂轮内孔计算直径5.工件倾角计算：7.式中：R球半径8.磨带柄球面砂轮内孔直径计算(5)9.式中：D——柄部直径10.de砂轮内孔计算直径图3带柄球面的加工计算图4压球的加工计算口•例：我厂生产的压球，杆身为?23.6,球R半径为12+0.07，硬度耍求为68HRC求砂轮内孔直径de及工件倾角。(见图4)12.解：将己知数据代进式⑴、⑵及⑶中13.H=(24-(242-23.62)?)/2=9.81814.de二((23.6/

4、2)2+9.8182)?二15.3515.16.(4)17.所以砂轮de可取?15.35,工件倾角可扳39.67。18.磨削大半径球面砂轮尺寸及工件角度计算保证将所需的外球面或内球面磨削出来的砂轮内孔或外圆尺寸的最小值可按下式计算：sinQl=d/2R(6)sinQ2=D/2R(7)式中：D、d工件球面两端截形圆直径(mm)R—球面半径dcmin=2Rsin((Q2-Ql)/2)(8)当砂轮直径具体确定吋，可使de略大于demin增大部分不得大于?d。当砂轮直径确定后，工件倾斜角可以在一定范围内选择其最大值及最小值可按下

5、式计算：(9)(10)-图5磨大半径外球面图6磨大半径内球面例：我厂生产的球形垫圈，已知工件球面半径R二95两端截形圆分别为D=?132及d二90,确定砂轮内孔直径de及工件倾斜角。解:将己知数据代进式(6)、(刀及(8)中sinQL二d/2R二90/2x95二0.4737,Ql=28°17'sinQ2=D/2R=132/2x95=0.6947zQ2=44°demin二2Rsin根据砂轮现冇直径选de二30毫米，按公式（9）、（10）及（口）计算得・・9°5'=34°55'当砂轮内孔de二30时，

6、工件倾角可在上述计算中的37°22'至34。55'范围内选择，都可以蘑岀正确球面。图7磨球形垫圈图8压球样板3机床的调试我厂使用的球面磨床型号为GZ009,是陕西机床厂制造。砂轮主轴转速分别为16000r/min>24000r/min及48000r/min三种转速可供选择。砂轮主轴中心高可以调节高低，安装工件的主轴底面可以在水平面内作0°〜90°倾斜角转动，同时夹持工件的主轴可作横向移动。加丁•时具体调节步骤如下：1.首先将夹持工件的主轴角度摇至零度，三爪夹紧一标准杆，然后砂轮土轴上安装一百分表，对着标准

7、杆，旋转一周，调节主轴中心与工件中心高i致。2.砂轮转速的选择一般为35m/s,磨内孔时砂轮以外圆计算，磨外圆时，则反之计算。3.按照通过计算后确定砂轮直径de的尺寸（计算后砂轮圆整后选角标准砂轮后，在反推各有关尺寸）选择合适的转速。4.砂轮主轴中心对工件球心在水平面内冇误差。可调节工件主轴横向移动手柄，以校对球心的正确性。4球面磨削的常见题目及其原因1.球面蘑削后的几何外形精度判定：一般来说蘑削纹路呈交叉网状的,则表明几何外形正确，可用千分尺丈量球形各个方向，直径应该相等。2.磨削后球面呈单向磨削“纹路”工件，球形呈橄

8、榄形，其主要原因是砂轮轴线和工件球心没有落在同一平面上的原因。3.当磨削内球面吋，当球面呈交叉形磨削“纹路'，但外口直径大，底部有少数未磨到，其主要原因是砂轮直径选择过小。或砂轮的运动轨迹没有通过工件的端面中心。5球形的检测及样板的制作耍正确的检测球形是否正确，必须耍制作一个精确的样板（见图8）o1.样板制作时，以球