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汽車（chē）離（lí）合器（qì）片雙端麵磨床的磨削（xuē）機構設計

2016-8-15 來源：金華漢生機電控製工（gōng）程有限公司等作者：杜巧連（lián）陳旭輝舒柏和

摘要：離合器片是汽車換擋機構中不可缺少的部件。汽車離合（hé）器片雙端麵磨床（chuáng）的磨削機（jī）構（gòu），采用無心磨床的工（gōng）作原理（lǐ）設計。汽車離合器片豎直掛在機（jī）械手掛（guà）鉤（gōu）上，以圍（wéi）繞掛鉤芯軸旋轉的進給（gěi）方式，通過左、右磨輪進行（háng）磨削．該（gāi）設計大大提高了（le）磨削進給（gěi）力的均勻性。同時利用機（jī）械手進行自動進出片，通過數控係統設定（dìng）相關參數（shù）．工件磨削過（guò）程中各階段的磨削速（sù）度及磨削（xuē）量（liàng）都由磨床電控（kòng）係統自動完成，以實現（xiàn）左右磨輪對離合器片同時進給磨（mó）削加工。該設計不僅提升了磨削機構自動化水平。也（yě）提高了磨削精度。

關鍵詞：離合器片磨床磨削機構自動化

最早對離合器片的加工是采用普通磨床實現的，需要一名（míng）工人在機器旁邊對其進行操作，工作強度較（jiào）大，加工（gōng）的效率與自動化程度低。砂帶（dài）磨床是（shì）利（lì）用快速運（yùn）動的砂帶作為磨具進行磨削和拋（pāo）光的磨床，其（qí）加工精度一般可保證在±5¨m之內，效率比普（pǔ）通磨床高數倍，功率消耗（hào）僅為其幾分之一⋯。與普通磨床相比，利用（yòng）砂帶磨（mó）床可以大大提高（gāo）離合器片的加工效率，但是砂帶磨床需要兩名工人配（pèi）合才能完成（chéng）加工，即需一名工人在機器的（de）前端放置（zhì）需要加工（gōng）的工件，另一名工人在（zài）機器的後端取下已被加工的工件，而且需要往複加工，才能使工件加工完整。20世（shì）紀以來（lái），隨著汽（qì）車、拖拉機和軸承類工業的發展，雙端麵磨床的使用得到了快（kuài）速的增長∞]。雙端麵磨床相對於普通平麵磨床（chuáng），它一次就可將工件的兩個端麵磨削出來，再（zài）加上磨床本身配有（yǒu）專門的上料（liào）、送料（liào）機構，使工件裝夾時間（jiān）大為減少。效率得到大大提高。汽車（chē）離合器片采用（yòng）普（pǔ）通磨床（chuáng）、砂帶磨床等方式加工時，產品質量（liàng）不易控製，出現離合器片的厚度不均（jun1）勻等現象（xiàng）。筆者所設計的離合器片雙（shuāng）端麵（miàn）磨床是（shì）一（yī）種在現代工業中應（yīng）用非常廣泛的高（gāo）效加工設備。采用無心磨床（chuáng）的工作原理，同時通過控製係統設定相關參數，利用機械手進行自動進出離合器片，實現左右磨輪同時進給（gěi）磨（mó）削加工，大大提高了磨削進給力的均勻（yún）性及磨（mó）削精度。

1、磨床磨削機構的結構及工作（zuò）原理

離合器片雙端麵磨床由床身、自動進出片機械手、兩台對稱砂輪架磨削（xuē）裝置、自動磨削伺服進給係統、冷卻液供給（gěi）係統及電氣控製係統等組（zǔ）成Hj，結構如（rú）圖1所示。其（qí）中左、右砂輪架進（jìn）給由伺服電機驅動，砂輪軸角度（dù）可在（zài）內部調整，磨頭進給部分采用伺服電機和精密滾珠絲杠用聯軸器直接（jiē）連接，進給平穩，靈敏度高。雙端麵磨床工作采用無（wú）心磨床工（gōng）作（zuò）原理。離合器片（piàn）豎直掛在機械手掛鉤上．由前麵的一對橡皮輪帶動工件旋轉．後麵的一對金剛砂輪同時進給，實現雙麵磨削。以圍繞掛鉤芯軸旋轉的進給（gěi）方式，通過左、右磨輪同時進行磨削，大大提高了磨削進給力的均勻性。產（chǎn）品的厚度以及分段進給量、進給速度、進給停留時間、磨輪補償等參數均由控製係統設定（dìng），磨削加工完成後，由（yóu）機械手自動完（wán）成出片工作，使離合器（qì）片能夠達到均勻磨削．提升了磨（mó）削機構自動化水平及磨削精度[2]。

2、砂輪主軸結構設計

砂輪主軸由三套精（jīng）密級角接觸球軸承（chéng）支承，提高了砂（shā）輪軸的（de）剛性（xìng），其結構如圖（tú）2所示口]。從圖中可以看出，在砂輪軸後端有一（yī）個斜圓環和上、下、左（zuǒ）、右4個位置對稱由楔塊組成的斜楔機構，調整任（rèn）何一組對應楔塊．可以改變（biàn）砂輪軸在水平麵內或垂直麵內的角度，從而可以較方便地調整（zhěng）兩砂輪的相對角度。砂輪（lún）架進給結構采用滾動導軌（guǐ）殼體移動進給方式，其（qí）驅動部（bù）分由伺服電機、諧波減速器、滾珠絲杠副和滑（huá）板組成。砂輪（lún）架固定在滑板上並隨之移動，其優點是：摩擦力小，扭矩大，脈衝當量小，低速進給穩定，精度高。

3、磨削控（kòng）製係統設計

離（lí）合器片雙端麵磨床設計（jì）時（shí），內（nèi）部參照傳統的端麵磨床設計，將傳統的端麵磨床對稱放置，利用兩台對（duì）稱的砂輪進行磨削（xuē）．實（shí）現（xiàn）一次磨削（xuē）兩端麵的設計。離合（hé）器片（piàn）雙端麵磨床不僅在機械結構上（shàng）采取了（le）措（cuò）施，以提高精度，還（hái）在磨削控製上采取措施，以進一步避免影響加工精度的因素發（fā）生【2]。

(1)采用可編程的PLC控製器替代常規電器硬件控製，開發了性能可（kě）靠、操（cāo）作（zuò）性強的數控模塊，使砂輪主軸驅動工作可靠性、操作性大大提（tí）高，以取得（dé）最佳磨削速度。

(2)采用人工界麵觸摸屏操作，實現端麵（miàn）磨床裝置的（de）進給補償、熱變形補償和（hé）砂輪修整補償，增加了在線測量裝（zhuāng）置，測量砂輪間的實際距離，將誤差值反饋到數控係統，實（shí）現閉（bì）環反饋；將原手動控製所產生（shēng）的因素盡量避免，用（yòng）數字顯示磨床工作的實際位置與（yǔ）狀態。

(3)增加砂輪主軸電機的電流顯示（shì），實時（shí）了解砂輪的磨削情況，以判斷加工餘量的變化和砂（shā）輪的實（shí）際使用狀況。

(4)利用（yòng）機械（xiè）手進行自動進出片，實現左右砂（shā）輪同時進給磨削加工，顯著提高了磨削（xuē）效率，減輕了工人勞（láo）動強度。

4、磨床磨削過程[5-6]

離合器片雙（shuāng）端麵磨床的磨削方式包括（kuò）手動工作和自動工作。手動工作（zuò）是為調整機床而設計的，自動工作是專為工件磨削而設計的。其磨削的主要特點是：機械手上下（xià）料對工件進（jìn）行逐個磨削，工（gōng）件磨削（xuē）過程中，各階段的磨削速度及磨削量都是由磨床電控係統自動完成的。磨削加工的主要（yào）過程如下。

(1)取片（piàn）。由取片機械手的氣缸（gāng）將負氣壓吸盤推出，吸上離合器片後（hòu），氣（qì）缸後退反向運動，將要加工的離合器片吸附到指定的位置。

(2)送片。由龍門式的機械手臂將氣動手（shǒu）指送到指定位置，氣動手指在氣缸的作用下，平行夾緊離合器片。由機械手臂將其送至指定位置進行磨削。

(3)磨（mó）削。待送片動作完成後，伺服機構將磨（mó）頭和用於使離合器片（piàn）產生旋（xuán）轉的機構進行合（hé）並，從而使離合器片（piàn）旋（xuán）轉．使磨頭能對離合器片進行均勻的磨削。

(4)出片。待磨削（xuē）加工完後，由另一氣動手指將其取出（chū），並將其放置到指定位置，從而（ér）完成一次加（jiā）工。

5、結束語

離合器片雙端麵（miàn）磨床的主（zhǔ）要（yào）特點如下（xià）。

(1)在片的（de）兩麵被連續磨削的同時，還以圍繞掛鉤（gōu）芯軸旋轉的進給方式通過左、右磨輪進行磨（mó）削，大大提（tí）高（gāo）磨削進給力的均（jun1）勻性。使離合器片能夠達到均勻磨削，提高了磨削（xuē）精度和加工效率，適合於大批量生產。

(2)采用數控裝置的離合器片（piàn）雙端（duān）麵磨床，能（néng）連續磨削工件，在機床上配置自動測量、自動補償、自動上下料等機構，提高了自動化程度，節省了勞（láo）動（dòng）力，提高了磨削加工效率，降低了加工成本。

(3)磨削工件時，采用掛鉤芯軸（zhóu），不采用電磁吸盤（pán）夾持，這樣可以避免工件有殘磁，是適合加工薄型工件的（de）雙端麵磨床。

參考文（wén）獻

[1] 豪彥．21世（shì）紀世界汽車工業發展趨勢(十八)——汽車離合器新技術[J]．汽車與配件，2001(27)：22—24．

[2]姚峻，賈平，呂一林（lín），等．近年來雙（shuāng）端（duān）麵磨床的發展綜述[J]．精密製造與自動化，2012(1)：8—13．

[3] 王洪（hóng），許世雄，申彬彬，等．雙端麵磨床的研究[J]．內（nèi）燃機與配件，201 l(3)：19—23．

[4]沈克仁．雙端麵磨（mó）床及其應（yīng）用[J]．精密製造與自動化，1981(2)：68—70，13．

[5]曾榮超．通用上下料氣動機械手結構設計[J]．中國機械，2013(17)：19-20．

[6]胡（hú）正義．桁架片搬運機械手優化設計及計算機仿真[D]．武漢：武漢理工大學，2007．

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