非圓零件在外圓磨床上磨削的靈活加工

在加工非圓形狀的零件時，外圓磨床正在提高生產(chǎn)力。從事非圓磨削的車間、過去采用凸輪驅(qū)動磨床或結(jié)合使用平面磨床與工其磨床，這些方法已被證明在生產(chǎn)中不靈活，而比安裝麻煩。
　　另一方面，外圓磨床在其能夠處理的磨削工件類型時具有靈話性，同時具有車間降低生產(chǎn)成本必須的精確度與剛性。此外，外圓磨床能夠使車間安裝較少的機床，就能夠加工更多的零件。
　　非圓零件在外圓磨床上磨削的成功，取決于準確的機床運動，因為此方法是兩個機床軸C軸與X軸之間的內(nèi)插法。C軸即工件旋轉(zhuǎn)軸，X軸是磨頭軸。磨頭從工件進出，跟隨非圓零件輪廓的輪廓線。通常與X軸是反向，同時，工件夾頭主軸加速與減速，維持磨輪上負載恒定，避免零件表面缺陷。
　　為了確保軸的運動準確.許多外圓磨床制造商在X軸上結(jié)合了靜壓方法、線性電機、高分辭率標尺及在C軸上安裝整體式電機、直接馭動靜壓主軸及旋轉(zhuǎn)編碼器。所有這此部件一起作用.幾乎可以消除X軸與C軸的背隙與微小移動。
　　CineticLandisGrinding公司的項目投標經(jīng)理DwightMyers稱，“在非圓磨削中，當機床軸反向時，車間最該關(guān)注的是‘沖擊運動’，例如，帶滾珠螺桿的機床，當軸反向時，經(jīng)歷了柔性(跳動與/或偏轉(zhuǎn))。另一方面，線性電機及靜壓方法系統(tǒng)具有可消除此種現(xiàn)象所必須的剛性。”
　　據(jù)Hardinge公司Kellenberger磨床磨削產(chǎn)品經(jīng)理NelsonBeaulieu稱：“靜壓方法可以讓磨床進行極慢地運動，不會發(fā)生微小位移，位移會在零件表面與輪廓上產(chǎn)生微小的反向痕跡。Beaulieu還指出，靜壓主軸消除了主軸反向錯誤，當在中心線之上或之下磨削時，這種錯誤可從零件表面及磨削負載的波動引起的錯誤中顯露出來，在非圓零件磨削中通常會出現(xiàn)這種情況。他補充所，甚至當其上負荷發(fā)生變化時，靜壓主軸仍能保持剛性。
　　除靜壓軸承之外，大多數(shù)制造商使用整體式直接驅(qū)動主軸，用于非圓零件磨削的外圓磨床的C軸。此種主軸是直接與驅(qū)動它們的伺服電機耦合。這些電機實際上是嵌在旋轉(zhuǎn)軸內(nèi)，不需要皮帶或齒輪。VermontMachineTool(機床)分公司Bryant磨床公司主軸分部的主管EugeneSupernor說皮帶或齒輪會形響軸的準確度。
　　然而，并不是所有制造商都使用液壓主軸，Studer為其外圓磨床配備的就是采用高精度滾珠軸承的直接驅(qū)動主軸。聯(lián)合磨削技術(shù)公司(UnitedGrindingTechnologies)Studer外圓磨床分公司的全國銷售經(jīng)理HansUeltschi稱，公司發(fā)現(xiàn)，滾珠軸承主軸在速度變化的悄況下，可提供的剛性增加，對非圓零件工藝條件的改變能夠做出更好的反應(yīng)。
　　而靜壓方法，線性電機及直接驅(qū)動仁軸可提供準確的運動.它采用特殊的軟件及CNC來編制程序，使其運動同步。若無上述軟件，在外圓磨床上磨削非圓零件，需要手動編制工件速度與滾輪進給變化的程序。
　　在非圓零件磨削中，工件速度與磨床滾輪進給必須經(jīng)常改變，以與金屬去除率的變化相一致。例如，車間可能在一種非圓零件的旋轉(zhuǎn)過程中，運行三種或四種不同的工件旋轉(zhuǎn)速度，軟件必須能夠啟動工件速度與滾輪進給的這些變化。
　　特殊的軟件包還讓車間能夠采用高速加工技術(shù)，進行非圓磨削，進一步優(yōu)化工藝。實質(zhì)上.磨削采用的高速加工技術(shù)，與維持恒定磨削表面長度的工件旋轉(zhuǎn)速度的變化有關(guān)。若在非圓磨削過程中工件轉(zhuǎn)速保持恒定，工件的某些部分將會轉(zhuǎn)得太慢，同時，其它部分可能轉(zhuǎn)得太快。轉(zhuǎn)動得太慢的區(qū)域，因磨輪在其上停留時間太長，顯示出凹痕與燒傷。反之，轉(zhuǎn)動得太快的區(qū)城.因切削不當，形成偏差。
　　Ueltschi解釋道：“以砂輪作切削刀具。當磨削一個零件時，車間并不使用固定的進給速度。它們在平直的地方加速，而在各拐角速度減慢，以在刀具上維持穩(wěn)定的切削力。對高速非圓磨削來說，情況同樣如此”。
　　除保持穩(wěn)定的切削力這一難題之外，非圓磨削的車間必須能夠從一個零件特點平穩(wěn)過渡與相切到下一個特點。例如，在零件中要調(diào)合兩種特征.曲而與平面之間需要適當?shù)闹睆剑�就象在沖床中那樣。
　　機床運動的滯后，刀具或安裝的問題，軟件的反應(yīng)時間及機床的程序編制，這些都能導(dǎo)致切面及部件特征之間的過渡質(zhì)量很差。但是，非圓零件的磨削質(zhì)量差常常是因為缺少剛度。這就是為什么幾乎每家外圓機床制造商部認為，要想非圓磨削操作準確，必須擁有剛性的機床平臺。這種平臺包括安裝在具有熱穩(wěn)定性與機械穩(wěn)定性的底板上的重型部件。