数控高速外螺旋面磨床设计与研究.pdf

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1、2013年9月机床与液压Sep．2013第41卷第17期MACHINET0OL&HYDRAULICSVo1．41No．17DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2013．17．032数控高速外螺旋面磨床设计与研究刘金乾，刘贞玉(1．陕西工业职业技术学院校办工厂(咸阳机床厂)，陕西成阳712000；2．西安中航工业庆安集团有限公司，陕西西安710077)摘要：介绍一种磨削汽车转向机螺杆轴滚道的磨床，并剖析带螺旋面类零件在磨削过程中出现波纹度的原因。所开发的数控高速外螺旋面磨床磨削效率优于现有螺纹磨床。．关键词：数控高速螺旋面磨床；波纹度中图分

2、类号：TH132文献标识码：B文章编号：1001—3881f2013)17—117—3DesignandResearchofHigh-speedNumericalControlOutsideHelicoidalSurfaceGrinderLIuJinqian．LIUZhenyu(1．SchoolFactoryofSXPI(XianyangMachingToolWorks)，XianyangShaanxi712000，China；2．QinganGroupCo．，Ltd．，Xi’anShaanxi710077，China)Abstract：Wavenesspro

3、ducingreasonsingrindingprocessforpartwithhelicoidalsurfaceswereanalyzed．Onthebasis，agrind—erfortrayofmotorcarsteeringscrewKxeswasdeveloped．Thegrindingefficiencyofthedesignedgrinderishigherthanthatofexistinghelicoidalsurfacegrinder．Keywords：High-speednumericalcontroloutsidehelicoidal

4、Surfacegrinder；Waveness图1为汽车动力转向机关键零件螺杆轴，由于最内可以调整角度，满足磨削工件时的螺旋角要求；砂近几年才从国外引入，所以国内目前尚无高效磨削设轮架由伺服电机经滚珠丝杠副带动做横向移动，实现备，大多数方向机制造企业都采用普通螺纹磨床磨削磨削工件所需的快进、工进、快退运动；滚轮砂轮修该零件的螺旋面，虽然磨削后精度指标可以达到，但整器布置在砂轮主轴正上方，伺服电机经滚珠丝杠副磨削效率低下。为此作者在吸取国内外螺纹磨床研发带动其沿与砂轮架主轴垂直的方向上下移动，实现砂经验的基础上，为国内某大型汽车制造企业研制了数轮修整所需的快进、

5、工进、快退运动。机床全封闭防控高速外螺旋面磨床，使图1所示零件的单件磨削时护，工件冷却箱等辅机分布于机床后面。间由原先的3．5min缩短到了1min，大大提高了生产效率。l-头架2一工作台3一尾架4一工件5一金刚滚轮6一砂轮7一拨杆图1螺杆轴1机床的基本布局图2机床布局图图2为作者开发的数控高速外螺旋面磨床基本布局示意图。头架、尾架分别位于工作台左右端，工件2数控高速外螺旋面磨床的设计特点用中心孔定位在头架、尾架顶点之间，头架主轴由伺(1)采用FAG8055数控系统，内装PLC控制器，服电机驱动；伺服电机经滚珠丝杠副带动工作台纵向配置螺旋磨削软件，可通过人机会

6、话方式给定磨削参移动；头架主轴回转与工作台纵向位移实现磨削工件数，实现自动磨削功能；所需的螺旋运动；砂轮架在垂直于工作台纵向的平面(2)高速度、高刚度动静压砂轮主轴设计，砂收稿日期：2011—10—28作者简介：刘金乾(1962一)，男，高级工程师，主要从事机床设计与制造。E—mail：xyjich@yahoo．com．cn。·118·机床与液压第41卷轮采用变频调速，最高砂轮线速度60m／s，静态主3主要研究内容轴刚性0．002ram／20kg；螺旋面磨削为成型磨削，它不像外圆磨削，不具(3)工件磨削锥度有通过尾架顶尖横向精密手修光功能，容易在磨削面上产生波

7、纹度，波纹度的出动调整和数控系统自动调整两种方式供操作者选择；现会使螺旋副的接触刚度和耐用度降低，所以在数控(4)工件磨削、砂轮修整采用高压冷却；高速外螺旋面磨床设计初期，作者就将磨削面出现波(5)砂轮整形采用金刚滚轮，保证修整砂轮快纹度确定为设计该机床要研究的主要内容。捷、正确、一致；3．1造成螺旋面出现波纹度的主要因素(6)多处轴承采用油气润滑密封，保证了关键通过对螺旋面磨削原理的分析，认为可能引起螺部位轴承寿命；旋面出现波纹度的主要因素见图3。(7)砂轮自动平衡和防碰撞功能。机床)．／＼砂轮架回转座弧面接触刚性不足工艺)外部振动引起机床振动砂轮架电机动平

8、衡不良头架主轴跳动大＼———————砂