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曲軸磨床加工方式探討
閱讀：4130 發(fā)布時(shí)間：2013-9-23
目前，上主流的曲軸外圓高速磨床大多采用帶測頭自動(dòng)補(bǔ)償功能的CBN隨動(dòng)磨床，隨著CBN材料刀具的逐步使用以及加工邏輯的優(yōu)化與提升，曲軸高速磨削不再是夢想，因此多種高速磨削的設(shè)計(jì)原理及邏輯結(jié)構(gòu)是值得深入學(xué)習(xí)和研究的。
現(xiàn)代磨床的夾具結(jié)構(gòu)特點(diǎn)實(shí)現(xiàn)了一次裝夾完成所有曲軸軸頸加工，這種結(jié)構(gòu)特點(diǎn)擺脫了過去連桿頸及主軸頸分別加工的歷史。高速磨削機(jī)床的夾具特點(diǎn)如下：
（1）尾座*使用液壓缸加彈簧*由于曲軸在滾壓時(shí)，每一件零件的伸長率不同，其長度波動(dòng)誤差可達(dá)到0.4mm，采用彈簧*能有效避免由于來料長度不一致造成的夾緊變形。
（2）罕見的卡爪彈性設(shè)計(jì)常見的浮動(dòng)卡盤通常在卡盤與主軸的連接部分采用彈性結(jié)構(gòu)，而勇克設(shè)計(jì)的夾具通過卡爪的彈性設(shè)計(jì)，用zui低的成本消除卡盤過定位，如圖1、圖2所示。
（3）周密的夾具過程動(dòng)作設(shè)計(jì)為達(dá)到更高的加工精度，夾具的動(dòng)作過程設(shè)計(jì)周密。加工過程中夾具動(dòng)作過程為：頭架頂緊零件一端→尾架*頂緊→卡盤夾緊→粗加工中心支架夾緊軸頸→夾緊中心支架→粗磨各軸頸→松開卡盤轉(zhuǎn)低壓夾緊壓力→以低壓壓力再次夾緊卡盤→松開中心支架；精磨中心支架基準(zhǔn)軸面→夾緊中心支架→完成其他軸頸精磨。
外圓磨削加工是zui常見的磨削加工方式。它的磨削原理是采用徑向恒速進(jìn)給方式，粗加工結(jié)束后根據(jù)測頭反饋的加工余量切換不同的切削用量，直到測頭反饋加工合格后進(jìn)行修光、修圓。分段磨削方式是零件每轉(zhuǎn)一周砂輪去除固定的余量，X軸與C軸的動(dòng)作是相互關(guān)聯(lián)的，分段磨削方式粗磨時(shí)加工余量大，去除余量速度是恒速進(jìn)給的兩倍以上。
此前接觸的隨動(dòng)磨床，對(duì)加工尺寸相同的軸頸往往采用相同的加工工藝，這樣的方式受到各部位零件剛性的影響，從而造成加工的質(zhì)量不穩(wěn)定。為克服質(zhì)量提升的難關(guān)，高速切削磨床采用了更為有效的加工工藝設(shè)計(jì)。對(duì)于不同軸頸位置采用不同的磨削方式。
砂輪修整質(zhì)量的好壞關(guān)系到磨床加工零件質(zhì)量的好壞，因?yàn)镃BN涂層造價(jià)昂貴，其修整不能按普通砂輪一樣進(jìn)行大切削量的修整，因此大部分*的CBN磨床都采用超聲波監(jiān)控，微量修整的方式，每次的修整量為0.015mm，可根據(jù)需求的零件形狀調(diào)整砂輪修整的形狀，如：錐度、凹凸?fàn)畹取?br />
如圖7所示，解釋了砂輪修整原理，砂輪與金剛輪經(jīng)運(yùn)轉(zhuǎn)，產(chǎn)生了超聲波，超聲波通過監(jiān)控，將信號(hào)轉(zhuǎn)換成控制脈沖信號(hào)，從而控制了砂輪修整質(zhì)量。修整砂輪的信號(hào)反饋及優(yōu)化涉及的砂輪修整邏輯讓砂輪修整更加精密準(zhǔn)確。為了找到砂輪與金剛輪的接觸點(diǎn)，過程中花了大量的時(shí)間進(jìn)行接近循環(huán)，為了實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)，現(xiàn)代磨床設(shè)計(jì)的修整程序中均設(shè)定了一個(gè)記憶點(diǎn)。當(dāng)*次修整砂輪成功后，砂輪與金剛輪接觸點(diǎn)會(huì)記錄在記憶參數(shù)中，若下次再進(jìn)行修整，即可快速接近到該點(diǎn)，提率。同時(shí)為了防錯(cuò)，如果在下次修整前修改過任何砂輪與金剛輪的參數(shù)，此記憶點(diǎn)中所記錄的偏置將清零，修整從程序中設(shè)定的zui遠(yuǎn)點(diǎn)開始接近，這樣的程序設(shè)計(jì)為砂輪修整節(jié)約很多時(shí)間。
現(xiàn)代磨床的夾具結(jié)構(gòu)特點(diǎn)實(shí)現(xiàn)了一次裝夾完成所有曲軸軸頸加工，這種結(jié)構(gòu)特點(diǎn)擺脫了過去連桿頸及主軸頸分別加工的歷史。高速磨削機(jī)床的夾具特點(diǎn)如下：
（1）尾座*使用液壓缸加彈簧*由于曲軸在滾壓時(shí)，每一件零件的伸長率不同，其長度波動(dòng)誤差可達(dá)到0.4mm，采用彈簧*能有效避免由于來料長度不一致造成的夾緊變形。
（2）罕見的卡爪彈性設(shè)計(jì)常見的浮動(dòng)卡盤通常在卡盤與主軸的連接部分采用彈性結(jié)構(gòu)，而勇克設(shè)計(jì)的夾具通過卡爪的彈性設(shè)計(jì)，用zui低的成本消除卡盤過定位，如圖1、圖2所示。
（3）周密的夾具過程動(dòng)作設(shè)計(jì)為達(dá)到更高的加工精度，夾具的動(dòng)作過程設(shè)計(jì)周密。加工過程中夾具動(dòng)作過程為：頭架頂緊零件一端→尾架*頂緊→卡盤夾緊→粗加工中心支架夾緊軸頸→夾緊中心支架→粗磨各軸頸→松開卡盤轉(zhuǎn)低壓夾緊壓力→以低壓壓力再次夾緊卡盤→松開中心支架；精磨中心支架基準(zhǔn)軸面→夾緊中心支架→完成其他軸頸精磨。
外圓磨削加工是zui常見的磨削加工方式。它的磨削原理是采用徑向恒速進(jìn)給方式，粗加工結(jié)束后根據(jù)測頭反饋的加工余量切換不同的切削用量，直到測頭反饋加工合格后進(jìn)行修光、修圓。分段磨削方式是零件每轉(zhuǎn)一周砂輪去除固定的余量，X軸與C軸的動(dòng)作是相互關(guān)聯(lián)的，分段磨削方式粗磨時(shí)加工余量大，去除余量速度是恒速進(jìn)給的兩倍以上。
此前接觸的隨動(dòng)磨床，對(duì)加工尺寸相同的軸頸往往采用相同的加工工藝，這樣的方式受到各部位零件剛性的影響，從而造成加工的質(zhì)量不穩(wěn)定。為克服質(zhì)量提升的難關(guān)，高速切削磨床采用了更為有效的加工工藝設(shè)計(jì)。對(duì)于不同軸頸位置采用不同的磨削方式。
砂輪修整質(zhì)量的好壞關(guān)系到磨床加工零件質(zhì)量的好壞，因?yàn)镃BN涂層造價(jià)昂貴，其修整不能按普通砂輪一樣進(jìn)行大切削量的修整，因此大部分*的CBN磨床都采用超聲波監(jiān)控，微量修整的方式，每次的修整量為0.015mm，可根據(jù)需求的零件形狀調(diào)整砂輪修整的形狀，如：錐度、凹凸?fàn)畹取?br />
如圖7所示，解釋了砂輪修整原理，砂輪與金剛輪經(jīng)運(yùn)轉(zhuǎn)，產(chǎn)生了超聲波，超聲波通過監(jiān)控，將信號(hào)轉(zhuǎn)換成控制脈沖信號(hào)，從而控制了砂輪修整質(zhì)量。修整砂輪的信號(hào)反饋及優(yōu)化涉及的砂輪修整邏輯讓砂輪修整更加精密準(zhǔn)確。為了找到砂輪與金剛輪的接觸點(diǎn)，過程中花了大量的時(shí)間進(jìn)行接近循環(huán)，為了實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)，現(xiàn)代磨床設(shè)計(jì)的修整程序中均設(shè)定了一個(gè)記憶點(diǎn)。當(dāng)*次修整砂輪成功后，砂輪與金剛輪接觸點(diǎn)會(huì)記錄在記憶參數(shù)中，若下次再進(jìn)行修整，即可快速接近到該點(diǎn)，提率。同時(shí)為了防錯(cuò)，如果在下次修整前修改過任何砂輪與金剛輪的參數(shù)，此記憶點(diǎn)中所記錄的偏置將清零，修整從程序中設(shè)定的zui遠(yuǎn)點(diǎn)開始接近，這樣的程序設(shè)計(jì)為砂輪修整節(jié)約很多時(shí)間。