一种固定式砂轮修整器的设计与分析

王亚峰，夏田

(陕西科技大学机电工程学院，陕西西安 710021)

磨削是把砂轮修整成与工件轮廓相吻合的形状，加工时砂轮和工件全面接触“拷贝”出砂轮的廓形，是一种高精度、高效率、低成本的精加工方法。磨削时，由于砂轮各点处的圆周速度不一样，致使各点处的材料去除率不同，从而导致砂轮磨损不均匀，特别是在尖角部位容易崩碎，从而产生形状误差，因此砂轮的修整对磨削加工过程具有重要影响。

1 设计思路与结构

1.1 设计思路

工程中通常使用的修整器由底座进给部分和上部滚轮架两部分组成，其主轴上只安装一个金刚滚轮。由于由上下两部分组成，这种修整器金刚滚轮的主轴高度较高，通用性差，且只能安装一个滚轮，功能性也比较差。针对这种情况，此次设计一种固定式、既有金刚滚轮又有成型滚轮的砂轮修整器。将修整器整体安装在磨床工作台上，即修整器整体为固定式不动，修整砂轮时，修整器电机驱动主轴转动使金刚滚轮获得足够大的线速度，砂轮由专用的伺服电机进行驱动，磨床工作台的左右移动完成修整器X方向的移动，磨床立柱的前后移动完成修整器Y方向的移动，磨床砂轮主轴的上下移动完成修整器Z方向的移动。通过以上3个相互垂直的直线进给运动，可以完成砂轮的修整。修整器结构见图1。

图1 修整器整体结构图

1.2 主轴部件分析

主轴部件是修整器装置的关键部件，其结构如下图2。

图2 主轴结构图

此次设计中，在保证主轴具有足够的刚性后，通过合理的尺寸计算使主轴光轴部分尺寸尽量长一些，这样既能安装金刚滚轮，又能安装成型滚轮，使得修整器的功能性、通用性更强。在主轴上装入唇形密封5、16，确保主轴两端轴承密封性良好。

1.3 传动部件分析

传动部件的作用是保证金刚滚轮和成型滚轮转速的高低、旋转方向符合修整工艺的要求，且将电机的旋转运动平稳传递给主轴。此次设计采用带传动即可满足要求。带传动具有以下优点:(1)带有弹性，能缓冲吸震，从而传动平稳，噪声小;(2)当传动过载时，带在带轮上打滑，可以防止其他零件损坏;(3)结构简单、拆装方便。此次设计中，通过调节螺母10带动调整板11来实现带的张紧与松动，便于安装带轮和张紧传动带。

1.4 滚轮部件的拆换

金刚滚轮和成型滚轮在修整一定次数后需要进行更换。为了方便滚轮的更换，在设计修整器底座时留出一个缺口，即安装支撑座13的位置。安装底座和支撑座通过螺钉连接，在两边的缝隙处分别用两个销(骑缝销)定位，其连接结构见图3。

图3 连接结构图

在支撑座一端设计一种退卸套15，其结构见图4。此退卸套的结构，用一个螺母旋在螺纹上拧动，就可使退卸套从主轴上退下。更换金刚滚轮和成型滚轮时，先拆下端盖14，再拆下锁紧螺母，然后用螺母旋下退卸套后即可取出轴承。再拔出2个定位销，拆去安装底板和支撑座的连接螺钉，之后即可拆下支撑座，这样就可以进行金刚滚轮和成型滚轮的更换了。

图4 退卸套结构图

2 结束语

此修整器采用固定式安装，略去了底部进给部分，使修整器主轴高度明显降低，此外既安装了金刚滚轮，又安装了成型滚轮，其通用性与功能性显著增强。工程实践中的应用证明，此修整器既可以保证精度，又可以提高修整效率，效果良好。同时，金刚滚轮和成型滚轮能够很方便地进行拆装更换，减轻了工人的劳动力。此修整器在磨床上已得到应用，获得了不错的经济效益。

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