非圓零件在外圓磨床上磨削加工

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在加工非圓形狀的零件時(shí)，外圓磨床正在提高生產(chǎn)力。從事非圓磨削的車間、過(guò)去采用凸輪驅(qū)動(dòng)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(shí)具有靈話性，同時(shí)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(jī)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(zhǔn)確的機(jī)床運(yùn)動(dòng)，因?yàn)榇朔椒ㄊ莾蓚�(gè)機(jī)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(jìn)出，跟隨非圓零件輪廓的輪廓線。通常與X軸是反向，同時(shí)，工件夾頭主軸加速與減速，維持磨輪上負(fù)載恒定，避免零件表面缺陷。 
　　為了確保軸的運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)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(jī)、高分辭率標(biāo)尺及在C軸上安裝整體式電機(jī)、直接馭動(dòng)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(dòng)。 
　　CineticLandisGrinding公司的項(xiàng)目投標(biāo)經(jīng)理DwightMyers稱，“在非圓磨削中，當(dāng)機(jī)床軸反向時(shí)，車間最該關(guān)注的是‘沖擊運(yùn)動(dòng)’，例如，帶滾珠螺桿的機(jī)床，當(dāng)軸反向時(shí)，經(jīng)歷了柔性（跳動(dòng)與/或偏轉(zhuǎn)）。另一方面，線性電機(jī)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(jìn)行極慢地運(yùn)動(dòng)，不會(huì)發(fā)生微小位移，位移會(huì)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(cuò)誤，當(dāng)在中心線之上或之下磨削時(shí)，這種錯(cuò)誤可從零件表面及磨削負(fù)載的波動(dòng)引起的錯(cuò)誤中顯露出來(lái)，在非圓零件磨削中通常會(huì)出現(xiàn)這種情況。他補(bǔ)充所，甚至當(dāng)其上負(fù)荷發(fā)生變化時(shí)，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(dòng)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(dòng)它們的伺服電機(jī)耦合。這些電機(jī)實(shí)際上是嵌在旋轉(zhuǎn)軸內(nèi)，不需要皮帶或齒輪。VermontMachineTool（機(jī)床）分公司Bryant磨床公司主軸分部的主管EugeneSupernor說(shuō)皮帶或齒輪會(huì)形響軸的準(zhǔn)確度。
        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(dòng)主軸。聯(lián)合磨削技術(shù)公司（UnitedGrindingTechnologies）Studer外圓磨床分公司的全國(guó)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(duì)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(jī)及直接驅(qū)動(dòng)仁軸可提供準(zhǔn)確的運(yùn)動(dòng).它采用特殊的軟件及CNC來(lái)編制程序，使其運(yùn)動(dòng)同步。若無(wú)上述軟件，在外圓磨床上磨削非圓零件，需要手動(dòng)編制工件速度與滾輪進(jìn)給變化的程序。 
　　在非圓零件磨削中，工件速度與磨床滾輪進(jìn)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(guò)程中，運(yùn)行三種或四種不同的工件旋轉(zhuǎn)速度，軟件必須能夠啟動(dòng)工件速度與滾輪進(jìn)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(jìn)行非圓磨削，進(jìn)一步優(yōu)化工藝。實(shí)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(zhǎng)度的工件旋轉(zhuǎn)速度的變化有關(guān)。若在非圓磨削過(guò)程中工件轉(zhuǎn)速保持恒定，工件的某些部分將會(huì)轉(zhuǎn)得太慢，同時(shí)，其它部分可能轉(zhuǎn)得太快。轉(zhuǎn)動(dòng)得太慢的區(qū)域，因磨輪在其上停留時(shí)間太長(zhǎng)，顯示出凹痕與燒傷。反之，轉(zhuǎn)動(dòng)得太快的區(qū)城.因切削不當(dāng)，形成偏差。 
　　Ueltschi解釋道：“以砂輪作切削刀具。當(dāng)磨削一個(gè)零件時(shí)，車間并不使用固定的進(jìn)給速度。它們?cè)谄街钡牡胤郊铀�，而在各拐角速度減慢，以在刀具上維持穩(wěn)定的切削力。對(duì)高速非圓磨削來(lái)說(shuō)，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(gè)零件特點(diǎn)平穩(wěn)過(guò)渡與相切到下一個(gè)特點(diǎn)。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(dāng)?shù)闹睆剑�就象在沖床中那樣。 
　　機(jī)床運(yùn)動(dòng)的滯后，刀具或安裝的問(wèn)題，軟件的反應(yīng)時(shí)間及機(jī)床的程序編制，這些都能導(dǎo)致切面及部件特征之間的過(guò)渡質(zhì)量很差。但是，非圓零件的磨削質(zhì)量差常常是因?yàn)槿鄙賱偠取＿@就是為什么幾乎每家外圓機(jī)床制造商部認(rèn)為，要想非圓磨削操作準(zhǔn)確，必須擁有剛性的機(jī)床平臺(tái)。這種平臺(tái)包括安裝在具有熱穩(wěn)定性與機(jī)械穩(wěn)定性的底板上的重型部件。