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無心磨床貫通磨削的氣動測量控制
龍巖學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院 黃文呈 2016/1/26 16:43:26
摘 要：在無心磨床上進(jìn)行貫穿磨削時(shí)，測量對于砂輪的調(diào)整以及對磨削質(zhì)量的控制起到了關(guān)鍵的作用，采用無接觸和高壓氣動力學(xué)原理來進(jìn)行測量，可以有效的提高測量的精度，保證工件加工質(zhì)量。文章闡述了無心磨床貫穿磨削的氣動測量控制裝置及其測量系統(tǒng)，對提高磨削加工精度和工件質(zhì)量具有較強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)意義。
關(guān)鍵詞：磨削 測量 無接觸 高壓氣動學(xué)
中圖分類號：TH-3 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：
0 前言
無心磨床外圓磨削是一種適用于大批量磨削工件外圓的一種加工方法,該磨削的特點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)了強(qiáng)力、高速和寬砂輪進(jìn)行磨削，磨削加工過程中工件無需中心夾緊，只需要將被加工工件放置在磨削砂輪與導(dǎo)輪之間，依托與托板之上，通過磨削砂輪與導(dǎo)輪高速旋轉(zhuǎn)從而帶動了工件的旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)了磨削加工。對于小直徑的工件，無心磨床也可以方便的進(jìn)行強(qiáng)力磨削，因?yàn)榭梢园研≈睆焦ぜ恼w或要磨削的部分放在托板上加工，從而避免產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力。利用無心磨床的這個特點(diǎn)，采取了其高效經(jīng)濟(jì)的優(yōu)點(diǎn),也非常適合小批量進(jìn)行生產(chǎn)。通過簡單快速的調(diào)整磨床來加工不同工件成為無心外圓磨床的一個重要特征。無心外圓磨床從加工方式上可分為貫穿磨削和切入磨,對于磨削直徑大于非磨削直徑的圓柱形工件或者等直徑的圓柱形工件都可以采用貫穿磨削的方式進(jìn)行加工。在貫穿通磨削方式下，工件磨削穩(wěn)定可靠。并且因?yàn)榭梢栽谀ハ鲿r(shí)裝卸工件，因此可以極大的提高磨削的效率。
1 無心磨床貫通磨削測量的方法
1.1機(jī)械式
機(jī)械式，采用了接觸式測量方法原理來實(shí)現(xiàn)對工件直徑的直接測量，主要有摩擦輪法、卡規(guī)法和采用專門設(shè)計(jì)的測量機(jī)構(gòu)等，多數(shù)情況下在車削和磨削中得到采用[1]。摩擦輪法中，工件材料、是否有相互的打滑以及工件直徑都是影響測量精度的重要因素，因此其測量精度不高，約為10mm，但其數(shù)據(jù)處理簡單，測量范圍大的優(yōu)點(diǎn)也被廣泛使用；卡規(guī)法中，接觸點(diǎn)的磨損是影響測量精度的最主要因素，并且其安裝較為不便，且需要以標(biāo)準(zhǔn)件為基準(zhǔn)安裝，測量準(zhǔn)確度可達(dá)0.5mm；采用專門設(shè)計(jì)的測量機(jī)構(gòu)，其頻響低，準(zhǔn)確度低，但其優(yōu)點(diǎn)是對環(huán)境條件的要求不高。
1.2超聲波式
此方法采用了超聲波傳感器的原理，屬于非接觸式測量，測量誤差為4-5mm，在加工中，其測量準(zhǔn)確度幾乎可以不受到切削液的影響，可以有切削液的加工環(huán)境下在線的直接測量工件的直徑，所以也是一種有實(shí)用的在線測量方法。用三點(diǎn)法間接測量圓度、工件直徑、圓柱度等多項(xiàng)數(shù)據(jù)效果良好。其存在的問題是穩(wěn)定性較差，有待進(jìn)一步的提高，
1.3電子式
此方法采用用電容傳感器和電感傳感器，也屬于間接式測量方法。測量誤差為微米數(shù)量級，多用于在車削中間接測量工件直徑、圓度、圓柱度。由于該方法結(jié)構(gòu)體積大，再加上在測量過程中不能保證間隙在傳感器測量范圍內(nèi)，應(yīng)用受到很大限制。
1.4氣動式
用氣動傳感器，屬于非接觸測量，由于氣流能吹干凈測量區(qū)的切削液和切屑，可以在有切削液的車削中直接測量工件直徑包括外徑和內(nèi)徑，并且測量小直徑較方便，缺點(diǎn)是測量間隙不能超過0.0254mm，否則測量準(zhǔn)確度受到影響。
在無心磨床上進(jìn)行貫穿磨削，其磨削質(zhì)量的高低取決于磨削砂輪的安裝精確度，而測量是重調(diào)或微調(diào)砂輪的基礎(chǔ)。為保證測量的精細(xì)，其先決條件是磨削工件和測量值傳送器盡可能地不振動。要做到這一點(diǎn)就需要把具有氣動機(jī)械測量元件、或電子—機(jī)械測量元件的控制測量頭、裝在出料口緊靠著砂輪之后，或者裝在有效的測量地點(diǎn)。但如何正確安裝，又取決于測量頭的結(jié)構(gòu)尺寸以及加工材料磨削顆粒和磨削液對其的影響。對磨削質(zhì)量的測量是用機(jī)械方法進(jìn)行、用電子的或氣動的方法分辨，信號放大后指示出來，通過電子放大器或氣動放大器的輸出元件傳送到機(jī)床的控制元件上。
2 測量值傳送系統(tǒng)的安裝
測量值信號傳送系統(tǒng)有多種裝法；其一：是單個的測量值傳送器以工件的導(dǎo)行槽為測量基準(zhǔn)。其二：是單個的測量值傳送器以一硬質(zhì)合金表面為測量基準(zhǔn)，這時(shí)傳送器和測量基準(zhǔn)裝在一彎架中，彎架具有彈性支承，能抵消偶而發(fā)生的工件振動。其三：是在環(huán)形支架上裝兩個測量值傳送器（相距180°）或三個測量值傳送器（相距120°），支架也具有彈性支承，以補(bǔ)償工件振動（棒料磨削）；其中的傳送器接到一測試線上，再調(diào)整傳送比和“0”時(shí)靠指尖感覺。其四：是在大批生產(chǎn)中應(yīng)用氣動高壓噴嘴測量環(huán)，裝兩個測量噴嘴（相距180°）或三個測量噴嘴（各相距120°），為了防止工件卡住，裝了一個進(jìn)口錐管。噴嘴測量環(huán)的測量范圍達(dá)50—100µm，視所用的測量原理而定，此裝置測量的直徑最小可至5mm左右。缺點(diǎn)是要用大量的測（未完，下一頁）
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