星形套滚道加工数控磨床改造.pdf

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1、2015年1月机床与液压Jan．2015第43卷第2期MACHINET0OL＆HYDRAULICSVo1．43No．2DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2015．02．060星形套滚道加工数控磨床改造龚仲华(常州机电职业技术学院，江苏常州213164)摘要：介绍一种用于汽车万向节星形套滚道磨削加工的数控机床改造方法。分析工件的加工难点，给出解决方法，介绍改造方案及主要部件的结构。关键词：星形套滚道加工；磨床；改造中图分类号：TG659文献标志码：B文章编号：1001-3881(2015)2-184-2等角

2、速万向节(俗称球笼)是汽车较易损坏的+40～60mm、长度2O～30mm的同类星形套直滚道加部件之一，随着汽车工业的快速发展，其市场需求量工，并以简单的方式实现工件变换的要求。日趋上升。万向节组成部件的形状均较复杂，加工精(4)砂轮自动修整与自动补偿。由于滚道为非度较高，并需要大批量生产．因此，它对机床的效圆弧截面，因此，需安装砂轮成型修整器(金刚滚率、精度要求较高。汽车生产厂家一般需要利用进口轮)，砂轮磨损后的修整和修整量的自动补偿，需要数控专机进行加工，设备价格高，维修服务也存在一通过加工程序自动实现。定问题。为此，作者受企

3、业委托，通过对M7120平2总体方案面磨床进行数控化改造．较好地解决了万向节星形套由于星形套的滚道加工工艺要求类似于平面磨床直滚道的加工问题。文中将对此进行介绍。的成型磨削，因此，设备改造时选择M7120平面磨1加工要求床作为改造对象．其数控化改造方案如图2所示。等速万向节的星形套形状各异，其中直滚道星形套的加工要求如图1所示．它需要在局部球体上加工6个对称、非圆弧截面滚道．故无法通过常规的数控磨床进行加工。lI～一H／／／、图1星形套滚道加工要求星形套滚道加工的主要技术难点如下：(1)精度。星形套对6个滚道的底径、分度角1一修

4、整器2一分度台3一液压夹具4一粗定位装置电机的精度要求较高。技术协议规定：底径深度误差不能6一平衡重锤7一尾架8_z电机超过0．015mm，分度允差小于30”。为保证底径深度图2M7120改造方案的精度，加工时需要利用内齿轮的齿面进行定心；分改造的主要内容如下：度需要采用数控分度台。f1)为了能够调整径向、轴向加工位置和进给(2)效率。磨削加工前，滚道已进行粗加工，速度。原机床的磨头上下、工作台左右运动需要以伺滚道磨削余量在0．5mm左右。技术协议要求单件加服进给代替液压和手动进给；并增加数控分度台，实工时间小于30s．它需要通

5、过多工件同时加工的方式现6滚道分度。保证效率。(2)需要为机床设计专门的多工件装夹夹具，(3)通用性。技术协议要求机床能用于外径并保证夹具具备适应产品规格变化的通用性。收稿日期：2013—12—19作者简介：龚仲华(1962一)，男，在职研究生学历，二级教授、教授级高级工程师，研究方向为数控机床研发和数控技术。E-mail：gongzhonghua666@163．tom。第2期龚仲华：星形套滚道加工数控磨床改造·185·(3)机床对磨头的要求和平面磨床基本一致，6个滚道的粗磨加工。可直接使用原机床的主轴部件；磨头电机利用变频调(

6、4)X轴、z轴依次快速回到零点后，下降到速，保证切削速度的一致。一Ax位置(Ax为砂轮修整量)；然后，z轴进给至3加工动作点。，再次修整砂轮。在图2所示的方案中，工作台上安装的顶尖、拉(5)z轴快进至加工开始位置，X轴快速下降杆、分度台、金刚滚轮滚道的轴线需调整成同轴。机至尺寸；重复动作(3)，将6滚道加工至要求的尺床在完成工件安装，、Z、G轴回参考点后，可通寸。过滚道的自动磨削加工程序完成加工。自动加工程序(6)重复动作(4)、(5)，在再次修整砂轮后，的基本动作如下：完成6滚道的精磨加工。(1)启动砂轮、修整器，轴快速运动至

7、砂轮以上加工程序利用宏程序进行编制，、z轴的修整位置．；然后，z轴进给至点。，使砂轮修整成各定位点、砂轮修整量△均可根据实际情况，通过型。修改宏程序变量予以调整。当工件加工余量较大或对(2)z轴快进至加工位置，，X轴快速下降至粗光洁度要求加高时。可增加砂轮的修整和磨削加工进磨位置(留0．1mm左右加工余量)。给次数，来保证加工精度。(3)z轴进给至点，完成第1滚道的粗磨；随4夹具设计后，c轴分度60。，z轴再以进给速度返回至点夹具设计是该机床数控化改造的重点，它需要满完成第2滚道的粗磨；接着，c轴再分度60。，z轴足内径定心、多

8、工件装夹、工件快速变换等要求。设进给至点z，完成第3滚道的粗磨。如此循环，完成计的夹具结构如图3所示。1一数控分度台2-油缸卜活塞4_一支座5_-拉杆6_-垫7一弹性锥套s-内隔套9--螺母10-顶尖图3夹具结构内径定心通过弹性锥套7的胀紧实现，其原理和主电机增