根形刀具的自動磨削

　　套自動化根形刀具補(bǔ)償系統(tǒng)，為根形刀具在磨床上磨削加工的調(diào)試設(shè)置，提供了一種簡化的方式，同時確保磨削加工的外形輪廓精度小至2μm。

　　我們在汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子中看到的葉片根形槽，具有外形輪廓復(fù)雜和尺寸精密的特點(diǎn)。用于切削加工這些復(fù)雜根形槽的“圣誕樹”形刀具必須通過精密的磨削加工，這樣它們輪廓的任何部分才不會超過它們的緊密公差區(qū)域。因此，對磨床進(jìn)行調(diào)試設(shè)置，保證根形刀具的質(zhì)量和重復(fù)精度，往往是一個具有挑戰(zhàn)性的和耗時的過程。

　　這些調(diào)試設(shè)置通常涉及到對一個試切削刀具的磨削加工，然后測量該刀具，以確定超出公差的輪廓部分，并用手工方式調(diào)整機(jī)床，甚至部分程序，補(bǔ)償磨削加工的差量。根據(jù)不同的應(yīng)用目的，這一調(diào)試設(shè)置的過程，可能需要花費(fèi)數(shù)小時。

　　由Walter公司（一家美國的磨削加工企業(yè)）開發(fā)的自動成型刀具補(bǔ)償（FTC）系統(tǒng)提供了一種更為精簡的方式來調(diào)試裝卡這些工件，同時使磨削加工的外形輪廓精度小至2μm。這一技術(shù)通過對調(diào)試裝卡過程采取縮短、簡化和實(shí)現(xiàn)自動化的方式，最大限度地減少了目前制造商生產(chǎn)這種復(fù)雜根形刀具的周轉(zhuǎn)時間，為那些希望進(jìn)入這一市場的人們開創(chuàng)了新的機(jī)遇。

圖1 這一版本的FTC系統(tǒng)采用一種方便的、配有高速攝影機(jī)和背光屏幕的機(jī)上掃描裝置，

可測量根形刀具的整個外形輪廓

　　自動化成型刀具補(bǔ)償（FTC）系統(tǒng)已在該公司的Helitronic磨床中使用，它支持三種刀具的磨削加工方法：方位緩釋磨削、凸輪緩釋磨削和外圓磨削。該系統(tǒng)的核心是鏈接磨床與刀具的測量裝置的測量和程序補(bǔ)償軟件。采用該公司獨(dú)立的Helicheck掃描機(jī)，或Walter公司最新推出的便攜式機(jī)上掃描儀，就可以對刀具進(jìn)行測量。

　　刀具在經(jīng)過初步磨削加工以后而達(dá)到上限公差尺寸時，測量裝置（Helicheck掃描機(jī)或機(jī)上掃描儀）就開始對刀具的整個輪廓進(jìn)行掃描，不需要任何操作員的干預(yù)。一般掃描60mm的外形輪廓需要5min。然后，F(xiàn)TC系統(tǒng)的軟件將測量所得的外形輪廓與CAD模型進(jìn)行比較，并自動地創(chuàng)建補(bǔ)償糾正數(shù)據(jù)，并將其發(fā)送給磨床的控制系統(tǒng)。當(dāng)達(dá)到這一點(diǎn)時，磨床已準(zhǔn)備就緒，并開始生產(chǎn)運(yùn)行。

圖2 自動成型刀具補(bǔ)償技術(shù)應(yīng)用于復(fù)雜根形刀具磨削速度的調(diào)試設(shè)置，

可保證使磨削加工的外形輪廓精度小至2μm

　　當(dāng)Helicheck掃描機(jī)作為隨行測量設(shè)備使用時，F(xiàn)TC系統(tǒng)就能發(fā)送一個精度保持在2μm的磨削輪廓圖形。當(dāng)使用機(jī)上掃描儀時，F(xiàn)TC系統(tǒng)的精度會稍差一點(diǎn)，在3μm左右。然而，機(jī)上掃描儀可用于多種Helitronic掃描機(jī)上，其費(fèi)用低于獨(dú)立的設(shè)備。機(jī)上測量裝置由一臺高速CCD攝影機(jī)及與其配套的一個可調(diào)式LED背光屏幕組成。背光屏幕可讓攝影機(jī)可靠地識別刀具的刀刃，不管刀具采用什么樣的材料，也不管刀具的光潔度如何。由于該裝置帶有一個自定心接口，因此可以在不到1min的時間內(nèi)安裝到磨床的加工頭上，無需校準(zhǔn)。在其開始掃描前，它可使用空氣噴嘴，自動地清理刀具。在該裝置測量刀具以后，被拆卸下來，以便讓磨床進(jìn)行磨削加工。

　　機(jī)上型FTC系統(tǒng)作為新型Helitronic掃描機(jī)上的一個選項(xiàng)提供。目前它還不能與老式的Helitronic掃描機(jī)匹配使用，因?yàn)樾枰�設(shè)計一個不同的磨削加工頭，以便讓該加工頭能夠接受該掃描裝置。