马树军

（齐重数控装备股份有限公司）

对于磨床来说，砂轮修整器是必不可少的附件，砂轮的修整有多种形式，常见的有金刚滚轮的成形修整、金刚笔的修整，其中金刚滚轮的修整多用于专用磨床，金刚笔修整使用最为广泛，其可以配合机床数控轴线程序的联动，将砂轮修整为所需要的形状。对于平行砂轮而言，外圆母线的直线修整所需的金刚笔最为简单，将金刚笔固定，砂轮走直线即可。若要将砂轮外圆母线修整为圆弧，使用固定的金刚笔修整的效果则不是很好。针对这种情况，设计了一种由伺服电动机驱动的砂轮圆弧修整装置，通过实际验证，得到非常好的修整效果，并在产品中广泛应用。

1.原理

将金刚笔安放在可以伸出的套筒上，套筒安装在一个圆弧形的修整臂中间，修整臂两端的的轴通过轴承与支架连接，一端的轴上安装有大同步带轮，通过同步带与减速机轴上的小同步带轮连接，减速机后安装有伺服电动机。同时在同侧的轴上安装有电磁失电制动器，在另一侧的轴端安装有蝶形弹簧，弹簧顶着摩擦片，作为修整臂的阻尼装置使其运行更加平稳。

2.结构组成

砂轮圆弧修整装置如图1所示。

图1 砂轮圆弧修整装置

1.底座；2.修整臂；3、18.密封圈＋垫；4.左法兰；5.垫；6.垫＋定位块；7.端盖；8.摩擦片；9.碟形弹簧；10.左轴；11、22、25.锁紧螺母；12、13、20、21、49.套；14、15、26、42.轴承；16.左上盖；17.右上盖；19.行程开关；23.凸轮；24.大同步带轮；27.右轴；28.电磁失电制动器；29.偏心法兰；30.同步带；31.右罩；32.电动机；33.减速器；34.压紧法兰；35.后盖；36.胀套；37.小同步带轮；38、51.金刚笔；39.套筒；40.螺杆；41.螺母；43.法兰盘；44.刻度盘；45.旋钮；46、53.紧定螺钉；47.螺旋弹簧；48销；50.定位套；52.法兰座；54.键

此装置以铸造Y形底座1为基础，上部的左右两端安装有轴向轴承14及径向轴承15、套20和密封圈3、18，将左右轴，10、27支撑，左右轴上设置有锁紧螺母11、22，可以调节径向的圆锥孔圆柱滚子轴承15、套20的径向间隙，左轴端设置有摩擦片8，通过碟形弹簧9将垫6与摩擦片8接触，并时刻保持顶紧力，形成装置的阻尼机构，可通过端盖7调整碟形弹簧的力。

修整臂2与轴10和27连接，支撑在轴承上，右轴27上设置有大同步轮24和电磁失电制动器28。同步带30把大同步带24和小同步带轮37连接，小同步带轮37通过胀套36与减速器33连接，减速器后安装有驱动伺服电动机。减速器安装在偏心法兰29上，压紧法兰34压住偏心法兰29，装配时旋转偏心法兰29调整两个带轮之间的中心距离。

右轴上设置有凸轮23，凸轮可以在旋转过程中触发行程开关19，作为电动机换向的信号，使修整臂成摇摆的工作状态。

在修整臂中间位置径向设置有套筒39，套筒上安装有金刚笔38，金刚笔由紧定螺钉固定。套筒39后端安装有螺母41，通过旋转旋钮45可带动螺杆40旋转，螺杆驱动丝母41使套筒伸出、缩回，此时金刚笔可以将砂轮的母线修整成0～R70mm的圆弧。旋钮45上设置有刻度环44，每格0.02mm，旋钮旋转一格套筒伸出0.02mm。

在修整臂中间侧面设置有法兰座52，其上安装有金刚笔51，金刚笔由紧定螺钉固定。修整臂右侧设置有销48，销后设置有紧定螺钉46，旋转螺钉46推动销48插入定位套50中，此时与电磁失电制动器28配合，可将修整臂固定在需要角度位置，此时金刚笔，51可将砂轮母线修整成斜线，用于磨削工件的斜面。当反向旋转螺钉46时销38被弹簧47弹回脱离定位套50。

3.应用实例

1）在设计的DVTG350×20/32l―NC的数控双柱立式磨床中，我们应用了该项技术，其电动机选用1FK7042，2.6N·m，3 000r/min；减速器选用AB90，1∶25，小同步带轮齿数22，大同步带轮齿数110，此时修整臂的工作转数为24r/min。

2）在设计的BVG200×5/5P―NC的数控立式磨床中，我们同样应用了该项技术，其电动机选用1FK7042，2.6N·m，3 000r/min；减速器选用FB90，1∶25，小同步带轮齿数22，大同步带轮齿数110，此时修整臂的工作转数为24r/min。此次应用只是将例1）中的减速器更换，目的是在保证功能的前提下降低成本，以达到更节能的目的。

4.结语

在砂轮圆弧修整装置结构组成中，设计时注意同步带的强度选择，及凸轮的形状涉及修整臂的回摆角度，偏心法兰偏心量的选择涉及同步带的调整量问题，修整臂所需的工作转速涉及同步带降速和减速器降速的选择。砂轮圆弧修整装置的设计成功， 大大提高了砂轮圆弧修整的效率和圆弧数值的准确性，且制造成本低廉，因此在笔者公司带磨头的数控机床中得到了广泛的应用。

参考文献：

[1] 西北工业大学机械原理及机械零件教研室．机械设计[M]．7版．北京：高等教育出版社，2001.

[2] 唐金松．简明机械设计手册[M]．上海：上海科学技术出版社，2009.

[3] 机床设计手册编写组．机床设计手册：第二册[M]．北京：机械工业出版社，1980.

[4] 隋秀凛，高安邦．实用机床设计手册[M]．北京：机械工业出版社，2010.

来源：《金属加工（冷加工）》杂志

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