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電腦鑼分度凸輪輪廓面的精密磨削
概述弧面分度凸輪機(jī)構(gòu)不僅分度精度高、傳動平穩(wěn)，而且結(jié)構(gòu)緊湊，傳遞扭矩大，特別適用于高速、高精度分度。因其分度運(yùn)動曲線，可設(shè)計成適于各種工作場合的最優(yōu)運(yùn)動曲線，從而在運(yùn)動平穩(wěn)性、降噪、延長機(jī)構(gòu)使用壽命等方面都具有良好性能。改變凸輪的分度角以調(diào)整動停比，很容易滿足停歇運(yùn)動階段所需要的時間。 由于弧面分度凸輪輪廓面為一空間不可展開的螺旋面(見圖3)，目前國內(nèi)對該零件的加工，仍舊停留在數(shù)控成型銑削+修研裝配的工藝水平上。該工藝的主要缺點(diǎn)是精度低、零件修配工作量大，難以形成批量生產(chǎn)，加工質(zhì)量也難以得到保證。國外解決的辦法是采用五坐標(biāo)磨削加工中心進(jìn)行加工，但該方案設(shè)備投資巨大，加工成本也很高，其價格國內(nèi)絕大多數(shù)用戶很難接受。為此，我們設(shè)計了QMT型短外伸端高速氣動磨頭(專利申請?zhí)?5218369.7)，將其安裝在專用電腦鑼的主軸上(見圖2)，利用聚晶復(fù)合材料長壽砂輪成功地對弧面分度凸輪輪廓面進(jìn)行了磨削加工，其主要原理是利用QMT型短外伸端高速氣動磨頭來增加機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速，使之滿足高速磨削時的轉(zhuǎn)速要求。若機(jī)床參數(shù)調(diào)整得當(dāng)，其效果接近數(shù)控磨床，有效地擴(kuò)大了電腦鑼的使用范圍，把電腦鑼變?yōu)閿?shù)控磨床。
弧面分度凸輪輪廓面磨削工藝實(shí)驗(yàn)是在西北輕工業(yè)學(xué)院CAD/CAM工程研究中心的XK5001專用電腦鑼上進(jìn)行的。將自制的QMT型短外伸端高速氣動磨頭直接裝入該機(jī)床主軸端部并加以固定，用最新研制的聚晶復(fù)合材料PCBN砂輪(代替銑刀)做磨具，按修正正弦運(yùn)動規(guī)律編制NC程序，對弧面分度凸輪輪廓面進(jìn)行磨削，磨削軌跡為一不可展空間曲面，參見附圖3。由于QMT型短外伸端高速氣動磨頭是以壓縮空氣為動力驅(qū)動主軸作高速旋轉(zhuǎn)，帶動砂輪進(jìn)行磨削的，它以壓縮空氣作為冷卻，磨削中無需加冷卻液。在整個磨削區(qū)，采用微量油霧籠罩，來控制磨削區(qū)溫度場，并起到防塵作用。由于聚晶立方氮化硼PCBN砂輪磨削時無脫落，鐵屑比重大不易飛揚(yáng)，整個磨削過程基本無粉塵污染。 主要工藝參數(shù)如下： 砂輪材質(zhì)：聚晶立方氮化硼PCBN; 砂輪粒度：120～140; 砂輪直徑：10mm； 工作氣壓：0.3～0.6MPa; 砂輪速度：25000r/min; 進(jìn)給速度：(9～60)r/min; 安裝方式：莫式3#錐柄； 工件硬度：HRC60～62; 冷卻條件：氣冷； 環(huán)境溫度：18℃。試件為分度數(shù)10分度的弧面分度凸輪，工件材料為20CrMnTi,粗銑后經(jīng)碳氮?dú)怏w共滲后淬硬至HRC60～62。采用在壓縮空氣中加入少量潤滑油，霧化后，直接噴罩在砂輪及磨削區(qū)的方法進(jìn)行冷卻與降塵。 4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果凸輪輪廓表面粗糙度(0.6～0.8)μm; (0.006～0.125)mm;(0.002～0.038)mm; 凸輪槽寬尺寸誤差凸輪輪廓停留段跳動凸輪機(jī)構(gòu)靜態(tài)分度精。 |
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