成形磨削.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,成形磨削,2,3,工件支承在,两,顶尖,之间,，顶尖座4可沿底座上的,T,形槽移动，用螺钉3固定，旋转手轮5能使尾顶尖6移动，用以调节工件和顶尖间的松紧程度。顶尖7装在主轴的锥孔内。转动手轮(图中未显示)，通过蜗杆13、蜗轮9传动，带动主轴和通过鸡心夹头装夹的工件及装在主轴后端的分度盘11一起转动。使工件实现圆周进给，磨出圆弧面。分度盘的作用是控制工件的回转角度，其工作原理如图3.21所示。分度盘上有四个正弦圆柱，其中心均处于直径为,D,的圆周上，并将所在圆周四等分。,磨削时，如果工件回转角度的精度要求不高，则转角可直接由分度盘外圆面上的刻度和读数指示器10读出(见图3.20)。,精度,可达到3。,若回转角的精度要求较高，可在量块垫板14和正弦圆柱12之间垫入适当尺寸的量块进行控制。,精度,可达10,30。,4,例如，工件需要回转的角度为,，转动前正弦分度盘的位置如图3.21(a)所示，转过角度,后正弦分度盘的位置如图3.21(b)、(c)所示。为控制转角垫入的量块尺寸按下式计算：,h,1,=,h,-sin,-d/2 或,h,2,=,h,+sin,-d/2,在图3.21(a)所示的情况下，如果,=0，则,h,0,=,h,-d/2,式中：,h,1,、,h,2,控制工件回转角需要垫入的量块尺寸；,h,夹具主轴中心至量块支承面的距离；,D,正弦圆柱中心所在圆的直径；,工件转过的角度；,d,正弦圆柱的直径。,D,2,D,2,5,工件在正弦分中夹具上的装夹方法有两种。,1、,心轴装夹法,如果是带圆柱孔的工件，且孔的轴线正好与被磨削圆弧面的轴线重合，可在该孔中插入心轴，利用心轴两端的顶尖孔定位，将工件支承在正弦分中夹具的两顶尖之间进行磨削，如图3.22所示。夹具主轴回转时，通过鸡心夹头5和拨盘带动工件一起转动。若工件上没有圆柱孔，在技术要求允许的情况下，也可在工件上作出穿心轴用的工艺孔。,6,2、,双顶尖装夹法,当工件上没有圆柱孔，不具备作出穿心轴的工艺孔的条件时，可采用双顶尖装夹工件，如图3.23所示。夹具上除前后顶尖外，还装有一个副顶尖，与此相对应，凸模上除两端的主顶尖孔外还有一个副顶尖孔，主顶尖孔用来将工件正确定位。副顶尖孔连同副顶尖用来拨动工件回转。副顶尖成弯曲状，可以在叉形滑板的槽内上下移动，用螺母3调节其伸出的长短并锁紧。因此它有较大的适应范围。采用双顶尖装夹工件，要求各顶尖,与顶尖孔配合良好，,不能有轴向窜动；要,防止主顶尖孔与顶尖,配合过松，副顶尖对,工件的轴向推力过大，,使工件产生歪斜，影,响加工精度，如,图3.24所示。,7,使用正弦分中夹具进行成型磨削，被磨削表面的尺寸以夹具中心线为基准，用测量调整器、量块和百分表进行比较测量。为了能对高于或低于夹具回转中心线的表面都能进行测量，一般将量块支承面的位置调整到低于夹具回转中心线50mm处。为此，在夹具两顶尖间装一根直径为,d,的标准圆柱，如图3.25所示。在测量调整器的量块支承面上放置尺寸为(50+d/2)的量块后，调整量块座的位置，并用百分表进行测量。使量块上平面与标准圆柱面的最高点等高后，将量块座固定。,8,当工件上被测量表面的位置高于夹具回转中心线,h,(若被测量表面为凸圆弧面，则,h,为圆弧半径)时，只要在量块支承面上放置尺寸为(50+,h,)的量块，用百分表检测量块上平面与被测量表面的等高性，当两者读数相同时，表明工件已加工到所要求的尺寸。若被测量表面低于夹具的回转中心,h,，则量块支承面上放置的量块尺寸为(50-,h,)。测量方法与上述相同。若被测表面是凹圆弧面，则测量圆弧的最低点。,例3 图3.26所示凸模，在平面磨床,上用正弦分中夹具磨削刃口的轮廓形状。,各面所留磨削余量为0.15mm,0.2mm。,磨削过程如下：,将正弦分中夹具置于机床的工作台,上校正。装夹工件，检查各面是否有足,够的磨削余量，检查方法如图3.27(a),所示。,9,磨平面1、2，调整平面1到水平位置，磨削该平面到要求尺寸，如图3.27(b)所,示。,检查平面尺寸的量块为(50+16.988)mm,。,将工件回转180，磨削平面2到要求尺寸，其操作过程与平面1相同。,磨削斜面3和4。将工件回转40，使斜面3处于水平位置，如图3.27(c)所示。磨削斜面3到尺寸，在砂轮横向进给到距圆弧与斜面的切点1mm2mm处停止进给，以免切入凹圆弧。控制工件回转角度的,量块尺寸为：,h1=h-sin40-d/2,设分中夹具的,h,=70mm，,=50mm，,d,=20mm,代入上式得：,h,1,=27.86mm,检测斜面3的量块尺,寸为,h,=50mm。,D,2,D,2,10,将工件回转100，使斜面4处于水平位置。磨削斜面4到要求尺寸，其操作过程和磨削斜面3相同。,磨削,R,35mm的圆弧面。将工件回转130,使,R,35mm的圆弧面处于磨削位置,如图(d)所,示。通过分中夹具使工件作圆周进给，磨,削圆弧到尺寸。检测该圆弧半径的量块尺,寸为(50+34.985)mm。磨削时工件可以自由,回转，因此不必控制工件的回转角度。,磨削,R,15mm的圆弧面。要求将工件回转,180使,R,15圆弧面处于磨削位置,如图(e)示。,用回转法磨削该圆弧到要求尺寸，,检测圆弧半径的量块尺寸为(50+14.985)mm。,为防止砂轮切入斜面3、4，在顺时针旋转磨,削时，应控制砂轮左侧宽度,b,=1mm,2mm左右，磨到距两圆弧切点1mm,2mm处停止进给。按上述控制方法，逆时针回转磨出另一半圆弧面。,11,磨削,R,2mm圆弧面。,R,2mm的圆弧面用成型砂轮磨削。为此，应将砂轮两侧修整出,R,2mm的凸圆弧，如图3.27(f)、(g)所示。将工件回转140使斜面3(或4)处于水平位置。调整机床使砂轮圆周和斜面微微接触，如图3.27(f)所示。再将工件逆时针转过一适当角度，砂轮横向进给(或手动)使其侧面与,R,15mm的圆弧面微微接触，如图3.27(g)所示。顺时针回转工件，磨凹圆弧到砂轮圆周与斜面微微接触为止。用同样的方法磨出另一个,R,2mm圆弧面。,在磨削过程中，检,测被磨削表面尺寸的量,块，均按被磨削表面的,平均尺寸计算。从以上,磨削实例来看，用正弦,分中夹具配合成型砂轮，,也可以磨出某些带凹圆,弧的成型表面。,12,(四)万能夹具,万能夹具是成型磨床的主要部件，也可在平面磨床或万能工具磨床上使用。,万能夹具的结构如图3.28所示。它由十字滑板、回转部分、分度装置和工件的装夹部分组成。,13,十字滑板由固定在主轴5上的滑板座4、中滑板11和小滑板2组成。转动丝杆3能使中滑板11沿滑板4上的导轨上下移动。转动丝杆10能使小滑板2沿中滑板11上的导轨移动。两个移动方向互相垂直，用以将安装在转盘上的工件调整到适当位置。,回转部分由蜗杆(图中未画出)及蜗轮6和主轴5组成。用手轮12转动蜗杆，通过蜗轮6带动主轴、分度盘8、十字滑板和工件一起转动。,分度装置用来控制工件的回转角度，由分度盘8来实现。分度盘的结构原理与正弦分中夹具的分度盘完全相同，对回转角度精度要求不高的工件，其转角大小直接由分度盘圆柱面上的刻度和游标7读出，精度为3。对回转角度精度要求高的工件，其转角大小由量块控制。精度为10,30。,万能夹具比正弦分中夹具更为完善，它能使工件回转，并通过十字滑板调整工件的回转中心，因此能磨削不同轴线的圆弧面。,14,夹具装夹部分用来装夹工件，根据不同的加工对象，可以采用以下几种装夹方法。,1、,用螺钉与垫柱装夹工件,如图3.29所示，利用凸模端面上的螺孔，通过螺钉3、垫柱2将工件拉紧在夹具的转盘1上。垫柱和螺钉的长度要保证砂轮在磨削中超越工件的定位面时，不至和夹具相碰。为了保证定位精度，要求垫柱高度一致，以免工件产生偏斜。转盘1装在万能夹,具的小滑板上，可绕轴线OO,旋转，便于调整工件在圆周方,向上的相对位置。螺母5和螺钉,6用来将转盘压紧在小滑板上。,这种装夹方法，可以在一次装,夹后将凸模的刃口轮廓全部磨,出。,15,2、,用精密平口钳装夹工件 利用精密平口钳端部(或侧面)上的螺孔，用螺钉和垫柱将精密平口钳拉紧在夹具的转盘上，如图3.30所示，再用平口钳夹持工件。这种装夹方法，操作简单、方便，但一次装夹只能磨出工件上的部分表面。,16,3、用电磁台装夹工件 利用小型电磁台端部(或侧面)上的螺孔，用螺钉和垫柱将其拉紧在转盘上，如图3.31所示，用电磁力吸住工件。这种方法，装夹迅速、方便。但工件必须以平面定位，一次装夹也只能磨削工件上的部分表面。,17,万能夹具能磨削刃口由直线和凸、凹圆弧组成的形状复杂的凹模。磨削平面时可利用夹具将被加工表面调整到水平(或垂直)位置，用砂轮的圆周(或端面)进行磨削；,磨削圆弧时可以利用十字滑板将圆弧的圆,心调整到夹具主轴的回转轴线上，用回转,法进行磨削。,万能夹具中心高度用测量调整器来测,量，如图3.32所示。测量调整器的使用方,法是利用测量平台基面至夹具中心的固定,距离(该距离在测量平台位置不变时为定,值50mm)，根据工件被测表面位于夹具中,心的上方或下方，来增减被测尺寸的量块,值，并用百分表对工件磨削面与量块面比,较，直至读数相等。,18,在夹具上用精密平口钳夹持一个尺寸为100mm的量块组，并校正到水平位置，如图3.32(a)所示。用百分表测量量块,A,面，记下读数。将主轴回转180，测,量量块,B,面，与,A,面读数比较，利用万能,夹具十字滑板调整量块位置，使,A,、,B,面,对称于夹具主轴的回转轴线。再按图(c),调整量块支承座的位置。,(五)成形磨削工艺的换算,当使用万能夹具进行成型磨削时，由于,模具零件的设计图样上给出的尺寸是按设,计基准标注的，成型磨削过程中所选定的,工艺基准往往与设计基准不一致，因此在,进行磨削之前，需要根据零件的设计尺寸,换算出所需的工艺尺寸，并按计算结果绘,制成型磨削工序图，以便进行加工和测量。,19,成型磨削的工艺尺寸换算，应按照加工中调整和测量的需要确定。加工中为了进行磨削和测量，工件需要绕着某些回转中心转动。工件绕着转动的回转中心称为成型磨削的工艺中心。一般情况下工件上有几段用回转法磨削的圆弧，就有几个工艺中心(同心圆弧例外)。,对那些半径很小不适宜用回转法磨削的圆弧面，常采用成型砂轮进行磨削，它们的圆心不作为工艺中心。,采用回转法磨削圆弧面时，为了把磨削圆弧的工艺中心调整到夹具主轴的回转轴线上，就需要计算出各工艺中心的坐标。同时在回转磨削过程中，为了不使砂轮超越被磨削的圆弧长度而切入相邻表面，还要计算出被磨削圆弧的圆心角，以便在磨削时控制工件的回转角度,。,20,采用回转法磨削圆弧面时，为了把磨削圆弧的工艺中心调整到夹具主轴的回转轴线上，就需要计算出各工艺中心的坐标。同时在回转磨削过程中，为了不使砂轮超越被磨削的圆弧长度而切入相邻表面，还要计算出被磨削圆弧的圆心角，以便在磨削时控制工件的回转角度。,磨削平面时，为了将被磨削的平面转到水平(或垂直)位置进行磨削，需要知道这些平面对坐标轴的倾斜角度。为了对被磨削平面进行测量，还应计算出被磨削平面与工艺中心之间的距离。,总之，用万能夹具进行成型磨削，按工艺要求应进行下列计算：,各工艺中心的坐标尺寸；,各平面至对应工艺中心的垂直距离；,21,各平面对所选定坐标轴的倾斜角度；,某些圆弧面的圆心角；(当磨圆弧时，工件可自由回转而不致于碰伤其它表面的，不必计算圆心角),为了提高计算的精确度，在计算过程中，三角函数及一般数值计算应精确到小数点后六位，运算的最终结果精确到小数点后二位或三位。,举例 图3.33所示为凸模零件图，用万能夹具进行刃口轮廓的磨削加工。其步骤如下。,工艺尺寸换算,a.确定并计算工艺中心和工,艺坐标 图3.33所示工件上所有,的圆弧都可用回转法磨削，因此,需要计算工件的所有回转中心的,坐标,O,1,、,O,2,、,O,3,。为了计算中心坐,标，首先建立图3.34所示的,XOY,直,角坐标系。,50,22,b.计算各工艺中心的坐标尺寸 工艺中心,O,1,的,Y,坐标和,O,3,的,X,坐标设计图上未标注，应按图3.34进行计算,（按中间公差计算）,在,O,1,O,2,A,中O,1,O,2,=16.015mm+15.985mm=32mm,O,1,A=28.015mm-16.015mm=12mm O,2,A=29.655mm,O,1,点到,X,轴的距离,AB,=,O,2,B,-,O,2,A,=44.985mm-29.665mm=15.32mm,得到,O,1,点的坐标为(-16.015，-15.32),在,O,2,O,3,C中，,O,2,O,3,=65.985mm-15.985mm=50mm,O,3,C,=18mm,O,2,C,=46.648mm,O,3,点与,Y,轴的垂直距离,DC,=,O,2,C,-,O,2,D,=46.648mm-18.015mm,=18.633mm,得,O,3,点的坐标为(18.633,-62.985),c.计算斜面3到工艺中心,O,2,的距离,及斜面相对于,X,坐标轴倾斜角度,=arcsin(18/50)=216,平面3到工艺中心,O,2,的距离等于凸,圆弧的半径15.985mm。,23,d.计算各圆弧的圆心角 磨削凹圆弧,R,16mm和凸圆弧,R,66mm时，工件可以自由回转，不需计算圆心角。磨削两个,R,16mm凸圆弧时，砂轮有可能切入与它们衔接的相邻表面，应严格控制工件的回转角度。所以本例中应计算的圆心角有：,1,、,2,、,3,、,4,。,1,=,O,1,O,2,A,+90,O,1,O,2,A,=arcsin（12/32）,=22128,1,=22128+90,=112128,2,=,3,=90-,=90-216,=6854,4,=,=216,根据计算结果绘制凸模工序图,如图3.35所示。,24,工件装夹,利用凸模端面上的螺孔(图中未画出)，用螺钉和垫柱将凸模装夹在万能夹具的转盘上。通过找正使工件的工艺坐标轴与十字滑板的导轨方向保持平行，当各工艺中心分别与夹具主轴的回转轴线重合时，工件的各加工表面上都能有较均匀的余量。,为了找正工件的位置，在分度盘的正弦圆柱下垫入以下尺寸的量块：,h,1,=,h,-sin216-d/2。,使十字滑板的导轨分别与水平和垂直,方向的夹角为,=216。转动转盘，,用百分表找正工件上的平面3至水平位,置后，将转盘固定在小滑板上，如图,所示。经过找正后的工艺坐标轴分别,与十字滑板的移动方向平行。由于平,面3的宽度比平面1、2大，以它为基准,找正坐标轴位置能获得更高的定位精,度。,D,2,25,使十字滑板的导轨分别处于水平和垂直位置，以平面1、2为基准(如果工件上没有和两坐标轴平行的平面，可在工件上磨出两个与坐标轴,x,、,y,平行的小平面作工艺基准)，将工艺中心O2调整到夹具的回转轴线上。方法是：在测量调整器上放置尺寸为(50+44.985)mm的量块，,使百分表在量块上平面的读数,为“0”，如图3.37(a)所示。用,十字滑板调整工件的位置，使,百分表在平面1上的读数等于磨,削余量。再将工件顺时针旋转,90，使平面2处于水平位置，,如图3.37(b)所示。调整工件位,置的方法与调整平面1相同，在,测量调整器上放置量块尺寸等于,(50-28.015)mm。,26,调整好工艺中心,O,2,的位置后，转动工件，用量块和百分表检查,R,16mm和,R,66mm及斜面3是否有足够的磨削余量。,以平面1、2为测量基准，把工艺中心,O,3,、,O,1,依次调到夹具的回转轴线上，用量块和百分表检查其余各表面的磨削余量是否够用、均匀。若工件上某些部位没有余量或余量分布不均匀，还需作补充调整，直到各表面的磨削余量比较均匀为止。,27,磨削顺序,a.磨削基准面1、2和R16mm凹圆弧面 先将工艺中心O1调整到夹具的回转轴线上，再使平面1处于水平位置，磨削平面至规定尺寸，再将工件旋转90，使平面2处于水平位置，磨削到规定尺寸，如图3.38(a)、(b)所示。注意平面2在磨削到距凹圆弧切点2mm,3mm处停止磨削，剩下部分作为磨削切点的余量。,28,用回转法磨,R,16mm的凹圆弧至规定尺寸。为了易于控制被磨削圆弧的尺寸，应将砂轮修整成圆弧，其半径小于被磨削的圆弧半径，如图3.38(c)所示。在磨削工程中当平面2转到水平位置时停止工件转动，用砂轮架或工作台横向进给将切点磨出，使凹圆弧和平面2在切点处连接平滑。因磨削时工件可以自由回转，不必控制回转角度。,29,b.磨削,R,66mm、,R,16mm的圆弧面和斜面3将工艺中心,O,2,调整到夹具的回转轴线上。用回转法磨削,R,66mm的圆弧面至尺寸，如图3.39(a)所示。工件可以自由回转，不用控制回转角度。,使平面3处于水平位置，磨削平面3到规定尺寸，如图(b)所示，控制转角=216的量块尺寸为,h,1,=,h,-sin216-d/2。,用回转法磨削,R,16mm的圆弧到尺寸，如图3.39(c)所示。为防止在磨削时砂轮入,R,16mm的凹圆弧面和斜面3，应控制工件的回转角度,1,、,2,。控制转角的量块尺寸分别为：,h,2,=,h,+sin(90-,2,)-d/2,h,1,=,h,-sin(,1,-90)-d/2,D,2,D,2,D,2,h2,30,c.磨,O,3,的凸圆弧 将工艺中心,O,3,调整到夹具主轴的回转轴线上，用回转法磨削该圆弧到尺寸，如图3.40所示。控制回转角度和的量块尺寸分别为：,h,1,=,h,-sin216-d/2,h,2,=,h,+sin216-d/2,由以上磨削实例可以,看出，用万能夹具能磨,削刃口由不同心圆弧及,直线组成的形状复杂的,凸模和凹模镶块。,图3.40 以,O,3,为中心磨凸圆弧,D,2,D,2,31,小结,1、正弦分中夹具主要用来磨凸模上,同一轴线的,不同圆弧面、等分槽及平面。,2、工件在正弦分中夹具上的装夹方法有：,芯轴装夹法,和,双顶尖装夹法,。中间有孔或允许作工艺孔的工件，用,芯轴装夹法,装夹；中间无孔又不允许作工艺孔的工件，用,双顶尖装夹法,装夹。,3、使用正弦分中夹具和万能夹具进行成型磨削，被磨削表面的尺寸都以,夹具中心线,为基准，用测量调整器、量块和百分表进行,比较测量,。,4、万能夹具比正弦分中夹具更为完善，它能使工件回转，并通过十字滑板调整工件的,回转中心,，因此能磨削,不同,轴线的圆弧面及平面。,32,5、万能夹具装夹工件的方式有：用,螺钉与垫柱,装夹工件、用,精密平口钳,装夹工件、用,电磁台,装夹工件。,6、对那些半径,很小,不适宜用回转法磨削的圆弧面，常采用,成型砂轮,进行磨削，它们的圆心,不作为,工艺中心。,7、当磨圆弧时，工件可自由回转而不致于碰伤其它表面的，不必计算,圆心角。,8、成形磨削工艺计算的内容：,各工艺中心的,坐标尺寸,；各平面至对应工艺中心的,垂直距离,；各平面对所选定坐标轴的,倾斜角度,;某些圆弧面的,圆心角,。,作业：,1、,在正弦分中夹上安装工件的方法有哪二种，适用,范围是什么？,2、,万能夹由哪几部分组成？,3、万能夹具装夹工件的方法有哪三种？适用范围是,什么？,