馬樹軍
（齊重數控裝備股份有限公司）
對于磨床來說，砂輪修整器是必不可少的附件，砂輪的修整有多種形式，常見的有金剛滾輪的成形修整、金剛筆的修整，其中金剛滾輪的修整多用于專用磨床，金剛筆修整使用最為廣泛，其可以配合機床數控軸線程序的聯動，將砂輪修整為所需要的形狀。對于平行砂輪而言，外圓母線的直線修整所需的金剛筆最為簡單，將金剛筆固定，砂輪走直線即可。若要將砂輪外圓母線修整為圓弧，使用固定的金剛筆修整的效果則不是很好。針對這種情況，設計了一種由伺服電動機驅動的砂輪圓弧修整裝置，通過實際驗證，得到非常好的修整效果，并在產品中廣泛應用。
1.原理
將金剛筆安放在可以伸出的套筒上，套筒安裝在一個圓弧形的修整臂中間，修整臂兩端的的軸通過軸承與支架連接，一端的軸上安裝有大同步帶輪，通過同步帶與減速機軸上的小同步帶輪連接，減速機后安裝有伺服電動機。同時在同側的軸上安裝有電磁失電制動器，在另一側的軸端安裝有蝶形彈簧，彈簧頂著摩擦片，作為修整臂的阻尼裝置使其運行更加平穩。
2.結構組成
砂輪圓弧修整裝置如圖1所示。
圖1 砂輪圓弧修整裝置
1.底座；2.修整臂；3、18.密封圈＋墊；4.左法蘭；5.墊；6.墊＋定位塊；7.端蓋；8.摩擦片；9.碟形彈簧；10.左軸；11、22、25.鎖緊螺母；12、13、20、21、49.套；14、15、26、42.軸承；16.左上蓋；17.右上蓋；19.行程開關；23.凸輪；24.大同步帶輪；27.右軸；28.電磁失電制動器；29.偏心法蘭；30.同步帶；31.右罩；32.電動機；33.減速器；34.壓緊法蘭；35.后蓋；36.脹套；37.小同步帶輪；38、51.金剛筆；39.套筒；40.螺桿；41.螺母；43.法蘭盤；44.刻度盤；45.旋鈕；46、53.緊定螺釘；47.螺旋彈簧；48銷；50.定位套；52.法蘭座；54.鍵
此裝置以鑄造Y形底座1為基礎，上部的左右兩端安裝有軸向軸承14及徑向軸承15、套20和密封圈3、18，將左右軸，10、27支撐，左右軸上設置有鎖緊螺母11、22，可以調節徑向的圓錐孔圓柱滾子軸承15、套20的徑向間隙，左軸端設置有摩擦片8，通過碟形彈簧9將墊6與摩擦片8接觸，并時刻保持頂緊力，形成裝置的阻尼機構，可通過端蓋7調整碟形彈簧的力。
修整臂2與軸10和27連接，支撐在軸承上，右軸27上設置有大同步輪24和電磁失電制動器28。同步帶30把大同步帶24和小同步帶輪37連接，小同步帶輪37通過脹套36與減速器33連接，減速器后安裝有驅動伺服電動機。減速器安裝在偏心法蘭29上，壓緊法蘭34壓住偏心法蘭29，裝配時旋轉偏心法蘭29調整兩個帶輪之間的中心距離。
右軸上設置有凸輪23，凸輪可以在旋轉過程中觸發行程開關19，作為電動機換向的信號，使修整臂成搖擺的工作狀態。
在修整臂中間位置徑向設置有套筒39，套筒上安裝有金剛筆38，金剛筆由緊定螺釘固定。套筒39后端安裝有螺母41，通過旋轉旋鈕45可帶動螺桿40旋轉，螺桿驅動絲母41使套筒伸出、縮回，此時金剛筆可以將砂輪的母線修整成0～R70mm的圓弧。旋鈕45上設置有刻度環44，每格0.02mm，旋鈕旋轉一格套筒伸出0.02mm。
在修整臂中間側面設置有法蘭座52，其上安裝有金剛筆51，金剛筆由緊定螺釘固定。修整臂右側設置有銷48，銷后設置有緊定螺釘46，旋轉螺釘46推動銷48插入定位套50中，此時與電磁失電制動器28配合，可將修整臂固定在需要角度位置，此時金剛筆，51可將砂輪母線修整成斜線，用于磨削工件的斜面。當反向旋轉螺釘46時銷38被彈簧47彈回脫離定位套50。
3.應用實例
1）在設計的DVTG350×20/32l―NC的數控雙柱立式磨床中，我們應用了該項技術，其電動機選用1FK7042，2.6N·m，3 000r/min；減速器選用AB90，1∶25，小同步帶輪齒數22，大同步帶輪齒數110，此時修整臂的工作轉數為24r/min。
2）在設計的BVG200×5/5P―NC的數控立式磨床中，我們同樣應用了該項技術，其電動機選用1FK7042，2.6N·m，3 000r/min；減速器選用FB90，1∶25，小同步帶輪齒數22，大同步帶輪齒數110，此時修整臂的工作轉數為24r/min。此次應用只是將例1）中的減速器更換，目的是在保證功能的前提下降低成本，以達到更節能的目的。
4.結語
在砂輪圓弧修整裝置結構組成中，設計時注意同步帶的強度選擇，及凸輪的形狀涉及修整臂的回擺角度，偏心法蘭偏心量的選擇涉及同步帶的調整量問題，修整臂所需的工作轉速涉及同步帶降速和減速器降速的選擇。砂輪圓弧修整裝置的設計成功， 大大提高了砂輪圓弧修整的效率和圓弧數值的準確性，且制造成本低廉，因此在筆者公司帶磨頭的數控機床中得到了廣泛的應用。
參考文獻：
[1] 西北工業大學機械原理及機械零件教研室．機械設計[M]．7版．北京：高等教育出版社，2001.
[2] 唐金松．簡明機械設計手冊[M]．上海：上海科學技術出版社，2009.
[3] 機床設計手冊編寫組．機床設計手冊：第二冊[M]．北京：機械工業出版社，1980.
[4] 隋秀凜，高安邦．實用機床設計手冊[M]．北京：機械工業出版社，2010.
來源：《金屬加工（冷加工）》雜志
（版權歸原作者或機構所有）
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