一（yī）種更換砂輪免對刀的內圓（yuán）磨削（xuē）方法-數控機床市場網

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一種更換砂輪（lún）免對（duì）刀的內圓磨削方法

2020-7-9 來（lái）源（yuán）：武漢--湖北大學計算（suàn）機與信息工程學院作者：陳濤王輝（huī）輝楊維明張玲胡東紅

摘要：內圓（yuán）磨（mó）削過程中，砂輪的磨損是不可避免的，特別是對於對小孔徑內（nèi）圓磨而言，砂輪外徑小，對（duì）工件磨削時，砂輪損耗較快，當砂輪的磨損到達一（yī）定程度，磨削工件質量以及效（xiào）率（lǜ）會大大降（jiàng）低，所（suǒ）以需要修整砂輪（lún），或者更換新砂輪，從（cóng）而要重新對刀，設置砂輪修整原點和工件坐標原點，經（jīng）過多次調整以後才能磨（mó）削出合格工件，可供使用。這個過程即（jí）費時間也費（fèi）工件，為此我（wǒ）們（men）提出了一種（zhǒng）內圓磨削更換（huàn）砂輪免對（duì）刀的方法，建立磨（mó）削（xuē）起始位置和磨削終點位（wèi）置與砂輪直徑關（guān）係，以（yǐ）及建（jiàn）立當前砂（shā）輪直徑與砂輪修整量關係，在更換新的砂輪後，直接調用砂輪修整程序，對砂輪進行若幹次（cì）修整（zhěng）後，即可開始磨削加工工件。

關鍵詞：內圓磨對刀砂輪更換

內圓磨床（chuáng）作為一種精密磨削設（shè）備，廣泛應用於中小孔內圓磨削加工，由於砂輪轉（zhuǎn）速高（gāo），砂輪軸剛性比較差，容易產生彎曲形變與振動，導致砂輪工作表麵磨粒會因不（bú）均勻磨損而失去正確的幾何形狀[1]。但在（zài）砂輪磨（mó）削工件（jiàn）過程（chéng）中，砂輪磨損程度以及自身保持程度是十分重要的，為了保證內圓磨過程中的磨削（xuē）質量，砂輪要保持良好的表麵質量，就需要不斷的，均勻地修整砂輪，甚至是更換新的砂輪。由於砂（shā）輪尺寸的變化，砂輪和工件的相（xiàng）對位置（zhì）也會發生（shēng）變化，機床在重（chóng）新（xīn）進給前必須進行砂輪和工件之間位置調整[2]。在本文中，就是（shì）通過調整程序中新砂輪直徑參數，來調整砂輪磨削的起始和終點位置來對工件進行磨削。

同時在進行內圓磨削時，使用（yòng）的砂輪（lún）存在砂輪切削性很快下降，加工狀態發生變動，磨粒在加工表（biǎo）麵容易打滑，難以獲得足夠的砂輪線速度等不利（lì）條件，容易造（zào）成加工效率下（xià）降以及加工精度不穩定[3]，因此需要及時的修整砂輪以及更換新砂（shā）輪來保證加（jiā）工質量和效率。可以通過統計每個砂輪加工工件的數量得到砂輪的實際壽命，研究表明:過長的修整間隔（gé）並（bìng）不能（néng）提高砂輪的（de）壽命及加工效率（lǜ）,反而會影響（xiǎng）加工工件的質量（liàng）。過長的修（xiū）整間隔會使砂輪（lún）在磨削的過程中自身損耗大幅增加,所以過長的（de）修整（zhěng）間隔反而會降低砂（shā）輪（lún）的（de）使（shǐ）用壽命[4]。所（suǒ）以在砂（shā）輪磨削工件過程中，對加工工件數（shù）量進行統（tǒng）計，當磨削的工件（jiàn）達到指定數量時，調用砂輪修整程序對砂輪進行修整，或者（zhě）對砂輪進行更換。

為了避免內圓磨床頻（pín）繁的砂輪更（gèng）換帶來的重新對刀工件原點、重新對刀砂輪修整原點和重新試磨工件（jiàn）等繁瑣步驟，提出一種更換砂輪麵對刀的內（nèi）圓磨（mó）削方法（fǎ），能夠有效地提高了加工效率。

1.更換砂輪免對刀方法簡介

該方法（fǎ）在更換新砂輪後，不需要對刀，直（zhí）接調用砂輪修整程序，對砂輪進行若幹次修整（zhěng）後（hòu），即可（kě）開始磨削加工工件。通過預（yù）先設置（zhì）砂（shā）輪修磨工件個數（shù），修磨完指定的個數工件後，可以自動調用砂輪修整程序對砂輪（lún）進行修整。若是（shì）更換新（xīn）砂輪，直接修改（gǎi）砂輪直徑參數，調用砂輪修整程序進行若（ruò）幹次修整，即（jí）可（kě）開始磨削加工工件。

2.方法具體內（nèi）容

2.1建立（lì）磨削起始位置和磨削終（zhōng）點位置（zhì）與砂輪直徑關係

首先測量、計算並記錄新砂輪直徑D0和（hé）當前砂輪直徑D2，確定磨削起始位置和磨削終點位置的X軸坐標值。金剛筆和工件固定在工作台上，砂輪固定在砂輪架床身（shēn）上，砂輪能夠沿X軸方向上下移動，也可以沿Z軸方向左右移動，砂（shā）輪沿X軸靠近金剛筆為X軸負方向，砂輪沿Z軸靠近工件為Z軸正方向，將新砂輪安裝在砂輪夾頭上，手工操作數（shù）控機床，令金剛（gāng）筆（bǐ）接近砂輪表麵（miàn）並（bìng）留有（yǒu）安全間隙，記錄此時的機床X軸坐標位置X0；如圖1所示，1—工件，2—金剛筆，3—砂輪，4—砂輪夾頭。將新砂輪安裝在砂輪夾（jiá）頭（tóu）上，手工操作數控機床，令金剛（gāng）筆接近砂輪（lún）表麵並留有一定的安全間隙（xì）。

圖1 金剛筆接近砂輪（lún）表麵（miàn）存在安全間隙的狀態圖

手工（gōng）操作數控機床，反複修整砂輪，直（zhí）到金（jīn）剛筆飽滿可（kě）靠地對（duì）砂輪進（jìn）行完全的修（xiū）整如圖2所示，記錄此時的機床X軸坐標位置X1，測量並記錄此時的砂輪直徑D1，記錄當前直徑D2=D1，由此（cǐ），計算出（chū）新砂輪直徑D0，D0含安全間隙，D0為：

（1）

圖2金剛筆飽（bǎo）滿可靠地對砂輪（lún）進行完全修整的狀態圖

將標準工件，內徑尺寸為W1，安裝在工作台上，手工操作數（shù）控（kòng）機床，移動砂輪輕觸標（biāo）準工件表麵，記錄當前機（jī）床X軸坐標位置X2；如圖（tú）3所（suǒ）示。

圖（tú）3移動砂輪輕觸（chù）標準工件表麵的狀態圖

將毛坯工件安裝（zhuāng）在工作台上，手（shǒu）工操作數控機床，移（yí）動砂輪（lún）到毛坯工（gōng）件表（biǎo）麵安全間隙處，記（jì）錄當（dāng）前機床X軸坐標位置X3；如（rú）圖4所示。

圖4移動砂（shā）輪到毛坯工件表麵安全間隙處（chù）的狀態圖

編（biān）製磨削加工程序P1。磨削起始位置X軸（zhóu）坐標值：

（2）

磨削終點位置（zhì）X軸坐標值：

（3）

運行該程序，對毛（máo）坯工件進行試磨加工；測量磨削加工後的工（gōng）件直徑，記為W2，根據實際（jì）磨（mó）削加工的（de）尺寸與標準工件的尺寸W1的差，將公式（3）中磨削（xuē）工件（jiàn）時的X軸終點坐標Xe調整為（wéi）Xe’：

（4）

完成了磨削加工程（chéng）序P1的設（shè）定（dìng）和磨削尺（chǐ）寸調整，建（jiàn）立了磨削起始位置和磨削終點位置（zhì）的X軸坐標值與當前（qián）砂輪直徑D2之間的關係；建立當前砂輪（lún）直徑與砂輪修整量關係，設定砂輪修整程序P2，並在砂輪修整完（wán）成後，將加工工件計（jì）數清零；設定內圓磨（mó）磨削加工主（zhǔ）程序（xù）P3，使其能夠實現調用磨削加工程序P1，修改加剩餘加工工件數N，剩餘加工工件計（jì）數N為零，則調用砂（shā）輪修整程序P2；更（gèng）換新砂輪後，不用對刀，人工將當前砂（shā）輪直徑D2修改（gǎi）為新砂輪直徑D0，然後直接調用砂輪修整程序P2若幹（gàn）次；然後，直接開始磨削加工工件。

2.2建立當前砂輪直徑與砂輪修整量關係（xì）

設置砂輪修整起始位置為機床X軸坐標

(5)

砂輪修整（zhěng）的終點位置為機床X軸坐標

(6)

其中為砂輪修（xiū）整量；

設定砂輪（lún）修整程序P2，使其能夠實現（xiàn）：若當前砂輪直徑D2小於預先設定的砂輪（lún）最（zuì）小直徑D3，則提示更換新砂輪；否則，令機床由砂輪修整起（qǐ）始（shǐ）位置X軸坐標開始，修整砂輪至砂（shā）輪修整終點位置X軸坐標（biāo）；修改當前砂輪直（zhí）徑

（7）

設置當前砂輪可加工工件數N=m，其中m代表每加工m個工件，修整一次砂輪；N代表剩餘加工（gōng）工件數，每加工一個（gè）工件，N的值（zhí）減1，當N減到0，則自動調用砂輪修整程（chéng）序P2。

2.3內圓磨削主程序設（shè）置及更換新砂輪設置（zhì）

內圓磨削主程序P3中（zhōng）包括在裝上毛坯工件，調用磨削加工程序P1，提示操作人員取下加（jiā）工好的（de）工件，裝上毛坯工件；N=N-1；若N>0，直接調用磨削加工程序（xù）P1加工工件；否則，調用砂輪修整程序P2，然後再調用磨（mó）削加工程序P1。

若安裝新砂輪，則將當前砂輪直徑D2修改為新砂輪直徑D0，

（8）

多次調用砂輪修（xiū）整程序P2，直（zhí）到金剛筆飽滿地對砂輪進行修整；執行內圓磨加工主程序（xù）P3，對工件加工。

3.結語

（1）砂輪（lún）經過多次修整（zhěng）後，修磨（mó）效果和安全（quán）性會逐漸降低，需要合理的設置一個砂輪最小直徑。同時在需要設置合適的砂輪修整間（jiān）隔，保（bǎo）證砂輪的磨削質量以及使用壽命。

（2）最開始（shǐ）測量砂輪直徑時，砂輪（lún）可能不圓（yuán）導致無法準確測量出砂輪直徑，但是（shì）可以確定金剛筆修（xiū）整後（hòu）的砂輪直徑，從而反推出新砂輪直徑（包含安全間（jiān）隙）。

（3）避免每次更換新砂（shā）輪後，修整新砂輪、重新對刀工件原點（diǎn）、重新對刀砂輪修整原點和重新試磨工（gōng）件等繁（fán）瑣步驟，有效地提（tí）高了加工效率。

（4）更換新砂輪後，隻需把（bǎ）當前砂輪直徑修改為新砂輪直徑，調用砂輪（lún）修整程序，對（duì）砂輪進行若幹次修整，即可直接磨削加工工件，提高了加工效率。

參考文獻

[1]趙飛, 李煥鋒, 沙傑,等. 功率監控在精密內圓磨床砂輪修整係統中的應用[J]. 機械工程師（shī）, 2013, 000(001):8-10.

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[3]新穀裕之, 潘廣銀. 內圓磨削砂（shā）輪整形與修整[J]. 磨床（chuáng）技術（shù）, 1998, 000(002):32-36.

[4]陳（chén）衛東, 塗俊群. 壓縮（suō）機內圓磨（mó）CBN砂輪修整間隔對工件質量（liàng）及砂輪壽命的影響[C]. 中國超硬材料技術發展論壇. 2015.

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