一种新型砂轮修整装置的开发与应用

摘要本文对砂轮修整器作了较为系统的介绍，讲述了砂轮修整器的历史背景和将来的发展方向。

基于砂轮修整器的发展现状，提出了一种新型丝杠磨床砂轮修整器结构。

在设计过程中，对其结构进行了分析，使其能够完成修整砂轮外轮廓的动作。

修整砂轮时修整轮与被修整轮的接触面能够保持垂直。

对该机构进行了简单的受力分析；确定了各个零件的尺寸，并运用Pro/E软件设计出各零件的三维结构和组装图。

用CAD 软件画出了零件图和装配图。

通过之前的计算选取电机，最后完成该机构的设计。

关键词修整器机械设计丝杠磨床AbstractIn this paper, a newtypes griding wheel dresser was introduced. The historical background of grinding wheel dresser and future direction was described.Through the understanding of grinding wheel dresser, had a new screw design of grinding wheel dresser. In the design process, its structure was analyzed, so that it can complete trimming the outline of the griding wheel.The paper achieved when the dressing wheel and the contact was maintained vertical.Then the force of its simple analysis carried out to determine the size of each part, and use Pro/E software to design three-dimensional map of parts and assembly ing CAD software to draw diagrams and assembly drawings of parts. Selected by the calculation before the motor, the mechine was completed.Keywords Dresser Mechanical Design lead Screw Grinding Machine目次1绪论 (1)1.1引言 (1)1.2 砂轮修整器的发展现状 (1)1.3 课题的来源和要求 (4)1.4 论文的组织结构 (5)2 砂轮修整器总体方案设计 (5)2.1 丝杠磨床简介 (5)2.2 修整器的功能要求 (5)2.3 砂轮修整器的总体设计 (6)3机构的运动学分析 (9)3.1 机构的正反解 (9)3.2 基本尺寸的确定 (10)3.3 修整力的计算 (11)4 机械结构设计与分析 (12)4.1 电机的选择 (12)4.2 修整轮部分的机构设计 (19)4.3 丝杆螺母副轴承和联轴器的选取 (28)4.4 机构底座部分的设计 (36)4.5 砂轮修整器的三维总装图 (41)5 控制方法和流程 (42)结论 (44)致谢 (45)参考文献 (46)1绪论1.1引言随着科学技术的迅速发展，国民经济各部门所需求的多品种、多功能、高精度、高品质、高度自动化的技术装备的开发和制造，促进了先进制造技术的发展。

精密制造与自动化2011年第3期设计与开发数控成型磨床砂轮修整器的设计蔡国英（上海理工大学机械工程学院上海200093）摘 要分析评价了目前使用的修整渐开线、三角形、直齿花键等形状的两轴联动数控修整器，介绍了研制开发的一种新的数控成型砂轮修整器。

详细介绍了采用尖端具有过渡圆弧的金刚石修整器的结构及特点优势。

总结出简化成形砂轮修整的编程过程，避免了复杂的数字控制和软件计算分析，同时可以降低修整器的制造成本，可为数控成型磨床砂轮修整方案设计提供参考。

关键词成型磨削新型砂轮修整器数控修整目前普遍使用的数控花键轴修整器(以MKA8612/H的修整器为例)是两轴联动的数控修整器，它可以通过数控编程来修整砂轮呈渐开线形、三角形、直齿花键等各种形状。

但这种修整器是采用金刚石滚轮来进行修整的，滚轮对砂轮进行修整那部分的工作半径不能太小，因此对砂轮的修整形状也有所限制，如把砂轮修整成内凹或比较尖锐的形状就不能实现。

为了要弥补上述修整器修整功能的不足，最近研制开发了一种新的数控成型砂轮修整器。

1 数控砂轮修整器的结构设计一般来讲，当数控磨床的两个数控移动轴在进行两轴联动时，可以使用单点金刚石修整很简单的成形砂轮轮廓，但对于成形砂轮截面轮廓多变并且斜率变化非常大时，因为修整工具具有一定的厚度，还是可能出现单点金刚石砂轮修整器与砂轮轮廓的干涉。

因此应限制金刚石笔的轴线与成形砂轮轮廓之间的夹角保持在一定的角度范围内可以摆动，这样就可以消除金刚石笔与砂轮轮廓可能发生的干涉现象。

金刚石笔摆动的圆心位置决定数控修整程序中的曲线插补过程，因为随着金刚笔的摆动需要两个移动轴进行补偿运动才能保证修整点按照设定曲线轨迹运动，当金刚笔需要转过一定角度时，必须同时移动两根轴才能保证砂轮修整点位置的不发生变化。

这时可以简单地将金刚笔的摆动圆心设在过渡圆弧的圆心上，这时金刚笔的摆动角度就不会对金刚笔与砂轮修整点的位置产生影响。

修整时金刚笔的摆动中心将沿着砂轮轮廓作等距线的运动，这样就可以简化金刚石砂轮修整器修整轨迹的数控程序设计。

数控成形磨齿机砂轮修整技术郭召（秦川机床工具集团股份公司研究院宝鸡721009）摘要：介绍了数控成形砂轮磨齿机砂轮修整方法，对所述修整装置的原理及特点进行论述，最后对如何获得高的砂轮廓形精度进行了讨论。

关键词：磨齿机砂轮修整廓形精度修整技术中图分类号：TH61文献标识码：BCNC forming grinding wheel dressing technologyGUO Zhao(QINCHUAN MACHINE TOOL﹠TOOL GROUP CO.LTD Baoji721009)Abstract：Summary of the CNC forming grinding machine wheel dressing method for the conditioning apparatus discussed the principles and characteristics,Finally,how to obtain high precision sand contour shape are discussed.Keywords：Profile Gear Grinding Machine；grinding wheel dressingProfile of precision；Dressing technology0引言数控成形砂轮磨齿机广泛用于航空航天、船舶、风电、核电、军工等重型机械传动行业精密齿轮磨削，尤其适合大模数、少齿数齿轮精密磨削。

成形砂轮磨齿机磨削齿轮是将砂轮截形修整成与齿轮齿槽相适应的形状，通过往复磨削获得精确齿廓。

数控成形砂轮磨齿机的最大优势源于其数控砂轮修整器，只要配备相应的软件后，就可以磨制各种齿形修缘、齿根圆角过渡曲线、鼓形齿、各种特殊齿形、摆线齿、圆弧齿和花键等[1]。

数控成形磨齿机采用成形法磨削，砂轮截形精度是关键，这取决于截形计算精度及砂轮修整精度，国内外磨齿机制造商对成形砂轮修整技术进行了深入研究，开发了不同的砂轮修整装置，以此保证砂轮的修整精度，提高齿轮磨削精度。

机器型号：VIK-X01机器布局：立式工作精度：0.005mm用途：砂轮工作面的修整。

适用行业：磨削加工。

产品类型：全新修整类。

控制形式：人工半自动。

一. 机器功能简介：本砂轮修整机是在吸收国外同类机器技术的基础上研制改进的，根据市场需求着重优化功能，提高机器性能及效率，以期使机器的性价比达到最优化，是现有市场上人工半自动控制砂轮修整机中最先进的产品。

本机器是在机器整体立式布局的基础上通过两组可双向运动的十字滑台、一个带摇臂的旋转轴以及一个收电机带动的转动臂来实现砂轮工作面的修整动作。

在砂轮工作面可修整成型带角度的斜面，圆弧，圆角等形状，修整精度高，可在机器上安装检测装置（如投影仪）直接边修整边检测。

机器是采用被修整砂轮和修整砂轮材质的不同，用不同的转速来达到修整的功能，通过调整两个十字滑台上的轴及旋转轴来控制砂轮表面形状的修整，通过边修整边检测来确定最终的效果。

机器旋转轴上安装有角度限位机构，修整砂轮斜面形状时可能过其上的刻度来控制斜面角度。

检测装置通过电脑控制，电脑及机器的电气部分单独用一控制柜安装，实现与机器的分离，能更好的保护到电气元件及检测环境不受砂轮粉尘的影响。

二．主要配置：标准配置：2.1二条高精度机械主轴；2.2高精度研磨丝杆；2.3旋转轴，日本NSK轴承；2.4高精度滑轨；2.5国产投影仪或CCD+高清镜头；2.6电脑一台，安装测量软件一套；2.7测量用LED灯；2.8 控制柜1个；另可选配：大功率吸尘器；三、主要参数：●被修砂轮主轴座孔——————(另可依客户指定加工孔及砂轮主轴)●被修砂轮直径—————Ø50~Ø200 mm●被修砂轮最大厚度——————30 mm●被修砂轮孔径————————Ø31.75mm (或依客户要求)●被修砂轮速度—————————40~1450R.P.M.(可调速)●被修砂轮马达.——————————1.1Kw●被修砂轮左右行程——————————150 mm●被修砂轮前后行程————————————120mm●被修砂轮圆弧——————————————Ø0~30 mm●修整砂轮(SIC)尺寸————————————Ø180X30XØ31.75 mm●修整砂轮速度.....................................................................1470R.P.M.恒速●修整砂轮左右摆动次数...................................0~50/每分钟(可调速)●修整砂轮左右摆动距离............................................................0~40/mm(可调)●修整砂轮马达............................................................................................0.55 Kw ●修整砂轮左右摆动马达............................................................................0.025Kw 四、机床电器：总功率约1.8Kw，电源为220V,频率50Hz,电压误差+10至-15％，频率误差+/-1Hz.五、机器重量：机器重约：1000KG六、机器尺寸: 2000X1000X1800（mm）七、可修磨产品品种：金刚石砂轮；立方氮化硼砂轮（CBN）；绿色碳化硅砂轮等.。

CBN砂轮的修整方法及其应用作者：冯宝富蔡光起盖全文1 引言CBN砂轮以其优良的磨削性能和磨削表面质量在高速、超高速磨削、难加工材料的高性能磨削、高效成型磨削等加工领域获得了广泛应用。

在磨削过程中，由于磨削力和磨削区域高温、粘附等作用，砂轮工作表面的磨粒会逐渐钝化；同时，砂轮工作表面的磨粒会因不均匀磨损而失去正确的原始几何形状；此外，由于高速磨削的磨屑非常细小，很容易堵塞砂轮工作表面空隙。

为使CBN砂轮始终保持良好的磨削状态，在磨削过程中必须对砂轮进行修整。

CBN砂轮的整形、修锐技术是CBN砂轮应用领域一个相当重要的研究课题。

CBN砂轮的修整可分为整形和修锐两个步骤。

整形是通过改变砂轮的宏观形状，使砂轮达到要求的几何形状和尺寸精度，并使磨粒尖端微细破碎形成锋利的磨刃；修锐则是通过去除砂轮磨粒间的结合剂，使磨粒凸出结合剂表面，形成必要的容屑空间，使砂轮具有最佳磨削能力。

根据具体情况，整形和修锐可统一进行或同时完成，也可分步进行。

2 CBN砂轮的整形方法CBN砂轮的整形方法较多，常用的有车削整形法、滚压整形法、磨削整形法、电加工整形法等，近年来又出现了激光整形法。

2.1 车削整形法车削法是采用单颗粒金刚石笔、粉末冶金金刚石笔或金刚石修整片等整形工具车削砂轮，以达到整形目的。

1) 单颗粒金刚石笔整形单颗粒金刚石笔具有极高硬度和良好的耐磨性，因此常用于陶瓷结合剂或树脂结合剂CBN砂轮的修整。

金刚石笔的尖端由于受到热和力的集中连续作用，磨损剧烈，因此修整时应通过合理供给冷却液进行充分冷却。

采用单颗粒金刚石笔修整陶瓷结合剂CBN砂轮后，砂轮表面状态不易达到磨削加工要求，容屑空间较小，切削刃较宽，磨削刃不锋利，若直接用于磨削，初期磨削力和磨削温度均较大，容易出现磨削烧伤和振纹，因此必须用油石对修整后的砂轮表面进行合理修锐。

2) 金刚石片状修整器整形采用粉末冶金方法将小粒度金刚石颗粒固结在硬质合金基体上，制成片状修整器。

文章编号:1007-6042(2007)03-0001-05浅谈砂轮圆弧修整器的设计与使用杨夏沙　陈　琦(株洲电力机车有限责任公司　湖南株洲　412001)摘　要:阐述了砂轮圆弧修整器的设计思路、结构及使用方法,介绍了其实际应用情况。

关键词:圆弧修整器;磨削;设计;使用中图分类号:U273.92 文献标识码:B 随着市场的变化,机械产品的加工也变得多品种、小批量。

在圆弧槽的加工中,经常采用球头铣刀来铣削加工轴向槽,在产品内外圆柱面上的圆弧槽经常采用成形车刀加工。

对于圆弧尺寸和表面质量要求较高时,还要采用圆弧成形磨削砂轮磨削圆弧表面。

而球头铣刀的磨削和成形砂轮的修形好坏决定了所加工圆弧槽的精度,因此设计一种砂轮圆弧修整器,在普通磨床上磨削产品圆弧,既能解决产品加工缺陷,又可节约购买数控成形磨床的几百万元的投资。

1　砂轮圆弧修整器的设计思路及技术要求砂轮修整器的结构如图1所示,在设计制造过程中,必须满足以下条件,才能保证使用效果:①保证金刚笔中心和卧式磨床的磨削中心轴线在同一平面内,才能保证砂轮圆弧修整后的圆弧不成椭圆。

为方便金刚笔旋转支架从固定支架上取出,测量金刚笔修整圆弧的大小,参照车床尾座原理,设计上顶尖为可调顶尖,下顶尖为固定顶尖;根据机床中心高的不同,设计出不同高度的附属垫铁用来保证砂轮修整器的通用;②保证金刚笔尖到转轴支架的轴线值可测量,才能确定修整后的砂轮圆弧与车轴圆弧相同。

通过金刚笔在支架上的移动,可以修整不同大小的圆弧;③固定支架用于安装金刚笔旋转装置的 15H7的孔必须同心,旋转支架用于安装中心顶的两孔必须同心,才能保证旋转支架和固定支架旋动的灵活,修整后的砂轮才不会出现台阶凹痕。

2　砂轮圆弧修整器的设计过程2.1　固定支架的设计图1　砂轮修整器结构如图2所示,固定支架的底座安装在附属垫铁上,附属垫铁安装在机床工作台上并固定压紧,随机床一起移动。

根据机床工作台的尺寸,同时方便旋转操作修整砂轮,确定底座的宽度为50mm。

专利名称：一种砂轮修整装置专利类型：实用新型专利
发明人：吴国东,吴桂英,肖本权申请号：CN89216087.X
申请日：19891006
公开号：CN2077777U
公开日：
19910529
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本实用新型涉及砂轮修整装置。

支架(16)上有 一圆盘(18)，该圆盘与齿轮轴联接可径向移动，圆盘 上有两组相互垂直的燕尾，一组与带有砂轮刀(1)的 心轴体(4)联接，另一组与可旋转的圆盘(8)联接，圆 盘(8)与主轴(13)联接。

调整测量棒(19)及心轴体 (4)，转动主轴(13)，可修整凸凹型圆弧面，调整圆盘 (8)，转动齿轮轴(12)，可修整任一角度的砂轮斜面。

申请人：山东莱州市试验机厂
地址：261400 山东省莱州市鼓楼街46号
国籍：CN
代理机构：烟台市专利事务所
代理人：王振强
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磨床砂轮修整及其数控实现概述磨床是一种用于加工金属、陶瓷等材料的机床，它是通过磨削砂轮对工件进行加工的。

然而，由于砂轮的使用，其表面会逐渐磨损和变形，这就需要进行砂轮的修整。

磨床砂轮修整是指对磨床砂轮进行修整，以恢复砂轮的几何形状和表面质量，从而保证加工的精度和质量。

近年来，随着数控技术的发展和应用，磨床砂轮的修整工艺也得到了大幅改进，数控磨床砂轮修整系统实现了砂轮的自动修整和高精度加工。

本文将介绍磨床砂轮修整的常用方法以及数控实现方式。

磨床砂轮修整方法磨床砂轮修整的常用方法包括手工修整、机械修整和电火花修整。

手工修整是最传统和基础的修整方法之一，它通过人工操作砂轮修整工具对砂轮进行修整。

手工修整需要熟练的操作技巧和经验，操作者需要根据砂轮的状况进行修整，调整修整工具的位置和角度，以达到修整的目的。

手工修整的优点是成本低、操作简单，但其缺点是修整精度不高，需要操作者具备一定的经验。

2. 机械修整机械修整是一种使用专用修整机器进行砂轮修整的方法。

机械修整机器通常由修整机床、修整刀具和控制系统组成。

机械修整通过控制修整刀具的运动轨迹和修整量，实现对砂轮进行修整。

相比于手工修整，机械修整的优点是修整精度高、效率高，但其缺点是设备成本较高。

电火花修整是一种利用电火花放电对砂轮表面进行加工的方法。

电火花修整利用电脉冲的高温高压作用于砂轮表面，使其破裂和熔化，以实现修整效果。

电火花修整具有修整精度高和加工效率高的优点，适用于修整硬质材料的砂轮。

然而，电火花修整的设备复杂，操作复杂，且对操作者要求较高。

数控磨床砂轮修整系统数控磨床砂轮修整系统是一种通过数控技术实现砂轮修整的自动化系统。

数控磨床砂轮修整系统由数控机床、修整刀具、传感器和控制系统组成。

它通过预先编程的修整路径和修整参数，自动控制机床和修整刀具的运动，实现对砂轮的自动修整。

数控磨床砂轮修整系统的主要特点包括：1.高精度：数控系统可以实现对修整刀具的运动轨迹和修整量的高精度控制，从而实现高精度的砂轮修整。

金刚石滚轮修整及CNC砂轮修整器设计应用（上）刘红英【摘要】复杂型面工件的成形磨削对砂轮齿形精度的要求相对比较高，如高精度的蜗杆、螺杆、花键及齿轮等的磨削。

采用金刚石滚轮CNC砂轮修整器修整复杂型面，其修整方式灵活，更改修整型线方便，操作简单，不需依赖人工的经验，就很容易地修整出各种复杂的型面，对提高工件的表面质量和磨削加工效率，保持砂轮廓形精度的稳定性和砂轮的利用率，是非常有效的修整装置。

【期刊名称】《金属加工：冷加工》【年(卷),期】2012(000)016【总页数】2页(P53-54)【关键词】砂轮修整器;金刚石滚轮;CNC;应用;设计;成形磨削;复杂型面;齿形精度【作者】刘红英【作者单位】汉江机床有限公司,陕西723003【正文语种】中文【中图分类】TG743复杂型面工件的成形磨削对砂轮齿形精度的要求相对比较高，如高精度的蜗杆、螺杆、花键及齿轮等的磨削。

采用金刚石滚轮CNC砂轮修整器修整复杂型面，其修整方式灵活，更改修整型线方便，操作简单，不需依赖人工的经验，就很容易地修整出各种复杂的型面，对提高工件的表面质量和磨削加工效率，保持砂轮廓形精度的稳定性和砂轮的利用率，是非常有效的修整装置。

一、特点分析砂轮修整的目的，一是使砂轮有一定的几何形状——修形；二是使砂轮锐利——修锐。

传统的修整器采用的是大颗粒单晶金刚石笔做修整工具，在切向砂轮修整器或者靠模砂轮修整器上实现对砂轮的修整。

金刚石滚轮修整是一种新型的砂轮修整工具，金刚石滚轮修整器是采用工作表面镶嵌了许多小颗粒金刚石的回转体工具，工作时金刚石滚轮被独立驱动作高速旋转。

与传统的大颗粒单晶金刚石笔的修整相比，在进行非线性复杂型面修整时，不仅能修整出精度很高的砂轮型面，而且修整效率高，工具寿命长、操作简便，是成形磨削较理想的砂轮修整方式。

金刚石笔采用的单晶大颗粒金刚石，由于人工合成比较困难，现在大多采用的都是天然的，不易获得，工具成本比较高。

金刚石滚轮采用小颗粒金刚石，用外（内）镀法，或者烧结法将其固定在钢制回转基体上。