多R砂轮的修磨

山东光岳转向节有限责任公司 (聊城 252000) 杨宝亮 吕建魁

我公司接到某型转向节的试制任务，要求大径与盘面为双R相切过渡。由于车间磨床为普通外圆磨床，于是如何实现双R砂轮的修磨成为主要难题。通过查阅，数控磨床可解决该难题，但价格不菲。为了顺利完成任务，同时兼顾加工成本，车间生产小组积极研讨、集思广益终于完成多R砂轮刃磨机的研发试制工作。

1.工件图样分析

(1)工件局部图样如图1所示，由图可知，盘面与R8mm、R8mm与R20mm、R20mm与轴颈依次相切过渡。

(2)经研究，修磨双R砂轮可采用仿形的原理实现。如图2所示。

图1 零件局部

图2 原理结构简图

砂轮和模型块固定在床身上，金刚石笔总成随滑台移动。当滚轮沿模型块表面滚动时，金刚石笔总成做仿形运动。

2.技术攻关阶段

试制中发现，实际刀尖轨迹与理论刀尖轨迹不符。由于金刚石笔刀尖点到滚轮顶点的距离为定值，于是刀尖点的轨迹可用滚轮顶点的轨迹间接描述。如图3所示。

初步分析，一是由于滚轮自身直径，导致理论刀尖轨迹与标准模型外形线存在滚轮直径偏差;二是实际刀尖点始终为滚轮最高点，导致理论刀尖轨迹与实际刀尖轨迹分别在 X、Y方向存在刀尖偏移偏差。刀尖偏移偏差分析如图4所示。

图3 刀尖轨迹图

当滚轮沿模型块表面滚动时，两者接触点O将从A点向B点连续变动，理论刀尖点O'应从E点向F点同步移动。由于结构特点实际刀尖点一直固定在E点不动，导致实际刀尖点与理论刀尖点在X、Y方向存在偏差L、H。经推导，L、H与夹角a存在如下函数关系

图4 刀尖点变化图

式中，D为滚轮直径。

针对L、H，拟采取对应补偿的方式弥补偏差。由于所有轨迹线均依附于模型块产生，为了弥补滚轮直径偏差和刀尖偏移偏差，可通过修改模型块间接补偿偏差问题。坐标关系如下:

3.模型块加工阶段

由于双R曲线无唯一数学模型可表达，拟采用微分方法，把双R曲线细分成N段直线，然后采用数控设备逐段拟合加工。由图5可知，∠a=2∠b，双R曲线坐标如图6所示。

图5 角度分析图

图6

由于曲线自身特点，易采用宏程序进行编程。宏程序如下:

以上程序仅用于加工双R的模型，可通过多次增加循环体N3或N4，来完成多R模型块的加工。