錐面磨削產(chǎn)生凸臺(tái)的原因及解決辦法

■湖南天雁機(jī)械股份有限公司 （衡陽(yáng) 421005） 周小偉 倪洪義

錐面磨削產(chǎn)生凸臺(tái)的原因及解決辦法

■湖南天雁機(jī)械股份有限公司 （衡陽(yáng) 421005） 周小偉 倪洪義

摘要：針對(duì)氣門(mén)錐面磨削過(guò)程中出現(xiàn)凸臺(tái)的問(wèn)題，通過(guò)分析機(jī)床結(jié)構(gòu)，了解相關(guān)運(yùn)動(dòng)過(guò)程，結(jié)合機(jī)床數(shù)控加工程序，采用修改數(shù)控加工程序或參數(shù)的方法解決凸臺(tái)問(wèn)題。

1. 加工產(chǎn)品出現(xiàn)凸起臺(tái)階

一臺(tái)數(shù)控錐面磨床用于精加工如圖1所示的氣門(mén)錐面（C1C2部分錐面）。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，隨著加工的進(jìn)行，會(huì)出現(xiàn)如圖2所示的情況。

圖1

圖2

2. 設(shè)備相關(guān)結(jié)構(gòu)及加工工藝

（1）設(shè)備相關(guān)結(jié)構(gòu)：如圖3所示，工件頭架固定在床身底座上，但可通過(guò)使用工具在床身底座上左右調(diào)整。砂輪頭架可在下面的十字滑臺(tái)（X軸向滑板在上，Z軸向滑板在下，圖中未畫(huà)出實(shí)際形狀，而以X、Z軸表示）上旋轉(zhuǎn)，十字滑臺(tái)可在床身底座上旋轉(zhuǎn)。

（2）加工工藝：如圖3所示，十字滑臺(tái)在底座上旋轉(zhuǎn)到其Z軸與磨削錐面母線(xiàn)C1C2相平行，與工件軸線(xiàn)成60°夾角，砂輪頭架旋轉(zhuǎn)到其軸線(xiàn)與X軸線(xiàn)成一個(gè)α角（此角度本例中可調(diào)整范圍為5°～20°，最大調(diào)整范圍0° ～20°），以便較為合理地利

用砂輪。加工過(guò)程中只有X方向的進(jìn)給，而無(wú)Z方向的進(jìn)給（但加工每一件時(shí)做此方向的往復(fù)運(yùn)動(dòng)）。圖中A0為砂輪與工件間的干涉點(diǎn)，A1為砂輪的尖角點(diǎn)。為最大限度地利用砂輪，在新砂輪時(shí)此兩點(diǎn)基本重合（下面的分析視為重合）。A0A2為進(jìn)給方向，A1A3為砂輪端面，從圖中可見(jiàn)，砂輪端面與進(jìn)給方向有一個(gè)夾角α。圖中未畫(huà)出砂輪修整器。修整時(shí)是通過(guò)十字滑臺(tái)做Z向運(yùn)動(dòng)，使砂輪的磨削面母線(xiàn)與工件錐面母線(xiàn)平行，修整量則是通過(guò)十字滑臺(tái)的Z向進(jìn)給實(shí)現(xiàn)。

3. 產(chǎn)生凸起臺(tái)階的原因

如圖4所示，由于α角的存在，使得隨著磨削反復(fù)進(jìn)行，砂輪的尖角A1會(huì)沿著錐面（Z向）逐步離開(kāi)最初的A0，離開(kāi)的量為

A0A1=A0B0tanα

式中，A0B0為X方向的進(jìn)給量。

隨著磨削的不斷進(jìn)行，A0A1不斷增大，直至A1進(jìn)到C1C2中間，造成部分錐面未磨削而出現(xiàn)凸起臺(tái)階（見(jiàn)圖4、圖5）。

圖3

圖4

圖5

4. 避免出現(xiàn)凸起臺(tái)階的辦法

從以上分析可知，由于α不能等于0（否則砂輪頭架會(huì)與工件頭架發(fā)生干涉或者砂輪利用率降低），那么，隨著X方向的不斷進(jìn)給，如果不進(jìn)行Z軸方向的補(bǔ)償，砂輪尖角逐漸移進(jìn)錐面，出現(xiàn)凸起臺(tái)階就不可避免。因此，避免出現(xiàn)凸起臺(tái)階的方法就是在加工程序中增加-Z軸方向的進(jìn)給，進(jìn)給量為X方向進(jìn)給量與tanα的乘積。具體實(shí)施可在每次或數(shù)次修整砂輪后進(jìn)行，也可手動(dòng)改變Z軸位置參數(shù)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 上海機(jī)床廠(chǎng)有限公司. H405 TY/1型數(shù)控專(zhuān)用磨床使用說(shuō)明書(shū)[M]. 上海：上海機(jī)床廠(chǎng)有限公司，2011.

[2] 三菱電機(jī)株式會(huì)社名古屋制作所NC系統(tǒng)部. 三菱CNC700/70系列編程說(shuō)明書(shū)[M]. 日本名古屋：三菱電機(jī)株式會(huì)社名古屋制作所NC系統(tǒng)部，2006.

收稿日期：（20150206）