高速磨削的技術(shù)關(guān)鍵

1、高速磨削的技術(shù)關(guān)鍵高速磨削的技術(shù)關(guān)鍵1.高速主軸高速磨削時對砂輪主軸的基本要求與高速銑削時相似，各種主軸的類型、構(gòu)造及其優(yōu)缺點與高速銑不同之處在于砂輪直徑一般大于銑刀的直徑。由于制造和調(diào)整裝交等誤差，更換砂輪或者修整砂輪后甚至在停車后重新起動時，砂輪主軸必須進行動態(tài)平衡。所以高速磨削主軸須有連續(xù)自動動平衡系統(tǒng)，以便能把由動不平衡引起的振動降低到最小程度，保證獲得低的工件表面粗糙度。目前市場上有許多不同的動平衡系統(tǒng)產(chǎn)品，主要有下列兩類：機

2、電動平衡系統(tǒng)和電液動平衡系統(tǒng)。（1）機電動平衡系統(tǒng)如圖38所示，它由兩塊內(nèi)裝電子驅(qū)動元件并可在軸上相對轉(zhuǎn)動的平衡重塊3，緊固法蘭2和信號無線傳輸單元1組成。整個平衡系統(tǒng)構(gòu)成一個完整的部件，裝在磨床主軸4內(nèi)，如圖39所示。進行動平衡時，主軸的動不平衡振幅值由振動傳感器測出，動不平衡的相位則通過裝在轉(zhuǎn)子內(nèi)的電子元件測量。相應(yīng)的電子控制信號驅(qū)動兩平衡塊1作相對轉(zhuǎn)動，從而達到平衡的目的。這種平衡裝置的精度很高，平衡后的主軸殘余振動幅值可控制在0

3、.1～1μm。該系統(tǒng)的平衡塊在斷電時仍保持在原位置上不動，所以停機后重新起動時主軸的平衡狀態(tài)不會發(fā)生變化。電液平衡系統(tǒng)的原理如圖40所示，振動傳感器裝在主軸箱上，帶有噴口的法蘭裝在主軸端部，一個具有三個或四個空腔的平衡環(huán)固定在轉(zhuǎn)子上。進行平衡時，控制系統(tǒng)根據(jù)振動不平衡的幅值和相位向相應(yīng)的空腔噴射液體。該液體一般為磨削用的冷卻潤滑液，萬一空腔有泄漏也不會影響機床正常工作。主軸停止轉(zhuǎn)動后，噴入空腔的液體仍然保留在原來的地方，主軸重新起動時，

4、平衡狀態(tài)不會發(fā)生變化。為了維持主軸和砂輪一直處于最佳平衡狀態(tài)，則可啟動自動平衡程序，對主軸進行連續(xù)自動平衡。圖38機電動平衡系統(tǒng)1—信號無線輸送單元2—緊固法蘭3—內(nèi)裝電子驅(qū)動元件的平衡重塊4—磨床主軸分量中，由冷卻潤滑液引起的損耗占最大比重。主要原因在于提高切削速度時，砂輪與冷卻潤滑液之間的摩擦急劇加大，另外把冷卻潤滑液的質(zhì)量加速到更高的速度也需安消耗能量。由于高速范圍內(nèi)電機驅(qū)動是以恒功率方式工作，因而當主軸轉(zhuǎn)速提高時，主軸的輸出轉(zhuǎn)矩

5、相應(yīng)減少。同時主軸的無功功率急劇增加，使主軸可用的切削轉(zhuǎn)矩大幅度減少。因此，在提高主軸轉(zhuǎn)速時，必須考慮主軸是否還有足夠的轉(zhuǎn)矩用于切削。換言之，主軸功率不高時，即使提高主軸轉(zhuǎn)速也不能提高材料切除率。為此必須設(shè)法降低無功功率。實驗證明，無功功率不但與轉(zhuǎn)速有關(guān)，而且還與砂輪的直徑有關(guān)。圖42是用不同砂輪直徑時，各種切削速度下的無功功率。當切削速度為400ms時，若采用直徑為350mm的砂輪，無功功率損耗為17kW，而用直徑為275mm的砂輪，

6、功率損耗可降至13.5kW。也就是說，采用較小的砂輪時，可以有更多份額的功率用于磨削過程。圖41磨床主軸無功功率與磨削速度的關(guān)系圖42不同主軸直徑ds下無功功率與主軸轉(zhuǎn)速的關(guān)系2.高速磨床結(jié)構(gòu)高速磨床除具有普通磨床的一般功能外，還須滿足如下的特殊要求：1）盡可能組合多種磨削功能，實現(xiàn)在一臺磨床上能完成全部的磨削工序。2）高動態(tài)精度、高阻尼、高抗振性和熱穩(wěn)定性。3）高度自動化和可靠的磨削過程。提高生產(chǎn)率一般有兩種途徑：一是降低切削過程的時

7、間；二是縮短輔助時間。在工件形比較簡單且加工步驟較少時，提高切削速度，減少切削時間是一種十分有效的措施。但當工件形狀復(fù)雜，加工步驟很多時，除了減少切削時間外，還須縮短輔助時間才能達到提高生產(chǎn)率的目的。圖43案是德國Schaudt公司生產(chǎn)的高速曲軸磨床（型號CR41CBN）。主軸箱裝在十字滑臺上，滑臺的導軌為液體靜壓支承，以提高支承面的阻尼和剛性。滑臺由液體靜壓絲杠驅(qū)動，以降低摩擦阻力和提高滑臺的動態(tài)特性。工件軸由伺服電機驅(qū)動并裝有精密角