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行業(yè)新聞
非圓零件磨削加工
在加工非圓形狀的零件時
，外圓磨床正在提高生產(chǎn)力。從事非圓磨削的車間、過去采用凸輪驅(qū)動磨床或結(jié)合使用平面磨床與工其磨床
，這些方法已被證明在生產(chǎn)中不靈活，而比安裝麻煩
。
另一方面
，外圓磨床在其能夠處理的磨削工件類型時具有靈話性，同時具有車間降低生產(chǎn)成本必須的精確度與剛性。此外，外圓磨床能夠使車間安裝較少的機(jī)床，就能夠加工更多的零件。非圓零件在外圓磨床上磨削的成功，取決于準(zhǔn)確的機(jī)床運(yùn)動
，因?yàn)榇朔椒ㄊ莾蓚€機(jī)床軸C軸與X軸之間的內(nèi)插法。C軸即工件旋轉(zhuǎn)軸，X軸是磨頭軸。磨頭從工件進(jìn)出，跟隨非圓零件輪廓的輪廓線。通常與X軸是反向，同時，工件夾頭主軸加速與減速，維持磨輪上負(fù)載恒定，避免零件表面缺陷。
為了確保軸的運(yùn)動準(zhǔn)確.許多外圓磨床制造商在X軸上結(jié)合了靜壓方法、線性電機(jī)
、高分辭率標(biāo)尺及在C軸上安裝整體式電機(jī)
、直接馭動靜壓主軸及旋轉(zhuǎn)編碼器。所有這此部件一起作用.幾乎可以消除X軸與C軸的背隙與微小移動
。
公司的項(xiàng)目投標(biāo)經(jīng)理Dwight Myers稱
，“在非圓磨削中，當(dāng)機(jī)床軸反向時
，車間最該關(guān)注的是‘沖擊運(yùn)動’
，例如，帶滾珠螺桿的機(jī)床
，當(dāng)軸反向時
，經(jīng)歷了柔性(跳動與/或偏轉(zhuǎn))。另一方面
，線性電機(jī)及靜壓方法系統(tǒng)具有可消除此種現(xiàn)象所必須的剛性
。”
據(jù) 稱：“靜壓方法可以讓磨床進(jìn)行極慢地運(yùn)動
，不會發(fā)生微小位移
，位移會在零件表面與輪廓上產(chǎn)生微小的反向痕跡。Beaulieu還指出，靜壓主軸消除了主軸反向錯誤
，當(dāng)在中心線之上或之下磨削時
，這種錯誤可從零件表面及磨削負(fù)載的波動引起的錯誤中顯露出來，在非圓零件磨削中通常會出現(xiàn)這種情況
。他補(bǔ)充所
，甚至當(dāng)其上負(fù)荷發(fā)生變化時，靜壓主軸仍能保持剛性
。
除靜壓軸承之外
，大多數(shù)制造商使用整體式直接驅(qū)動主軸，用于非圓零件磨削的外圓磨床的C軸
。此種主軸是直接與驅(qū)動它們的伺服電機(jī)耦合
。這些電機(jī)實(shí)際上是嵌在旋轉(zhuǎn)軸內(nèi)，不需要皮帶或齒輪
。
磨床公司主軸分部的主管Eugene Supernor說皮帶或齒輪會形響軸的準(zhǔn)確度
。
然而，并不是所有制造商都使用液壓主軸
，Studer為其外圓磨床配備的就是采用高精度滾珠軸承的直接驅(qū)動主軸
。 r外圓磨床分公司的全國銷售經(jīng)理Hans
Ueltschi稱，公司發(fā)現(xiàn)
，滾珠軸承主軸在速度變化的悄況下
，可提供的剛性增加，對非圓零件工藝條件的改變能夠做出更好的反應(yīng)
。
而靜壓方法
，線性電機(jī)及直接驅(qū)動仁軸可提供準(zhǔn)確的運(yùn)動.它采用特殊的軟件及CNC來編制程序，使其運(yùn)動同步
。若無上述軟件
，在外圓磨床上磨削非圓零件，需要手動編制工件速度與滾輪進(jìn)給變化的程序
。
在非圓零件磨削中
，工件速度與磨床滾輪進(jìn)給必須經(jīng)常改變，以與金屬去除率的變化相一致
。例如
，車間可能在一種非圓零件的旋轉(zhuǎn)過程中，運(yùn)行三種或四種不同的工件旋轉(zhuǎn)速度
，軟件必須能夠啟動工件速度與滾輪進(jìn)給的這些變化
。
特殊的軟件包還讓車間能夠采用高速加工技術(shù)，進(jìn)行非圓磨削
，進(jìn)一步優(yōu)化工藝
。實(shí)質(zhì)上.磨削采用的高速加工技術(shù)
，與維持恒定磨削表面長度的工件旋轉(zhuǎn)速度的變化有關(guān)。若在非圓磨削過程中工件轉(zhuǎn)速保持恒定
，工件的某些部分將會轉(zhuǎn)得太慢
，同時，其它部分可能轉(zhuǎn)得太快
。轉(zhuǎn)動得太慢的區(qū)域
，因磨輪在其上停留時間太長，顯示出凹痕與燒傷
。反之
，轉(zhuǎn)動得太快的區(qū)城.因切削不當(dāng)，形成偏差
。
Ueltschi解釋道：“以砂輪作切削刀具。當(dāng)磨削一個零件時
，車間并不使用固定的進(jìn)給速度
。它們在平直的地方加速，而在各拐角速度減慢
，以在刀具上維持穩(wěn)定的切削力
。對高速非圓磨削來說，情況同樣如此”
。
除保持穩(wěn)定的切削力這一難題之外
，非圓磨削的車間必須能夠從一個零件特點(diǎn)平穩(wěn)過渡與相切到下一個特點(diǎn)。例如
，在零件中要調(diào)合兩種特征.曲而與平面之間需要適當(dāng)?shù)闹睆?div id="m50uktp" class="box-center"> ，就象在沖床中那樣。
機(jī)床運(yùn)動的滯后
，刀具或安裝的問題
，軟件的反應(yīng)時間及機(jī)床的程序編制，這些都能導(dǎo)致切面及部件特征之間的過渡質(zhì)量很差
。但是
，非圓零件的磨削質(zhì)量差常常是因?yàn)槿鄙賱偠取＿@就是為什么幾乎每家外圓機(jī)床制造商部認(rèn)為
，要想非圓磨削操作準(zhǔn)確
，必須擁有剛性的機(jī)床平臺。這種平臺包括安裝在具有熱穩(wěn)定性與機(jī)械穩(wěn)定性的底板上的重型部件
。
系統(tǒng)的總體設(shè)計本系統(tǒng)主機(jī)采用工控586機(jī)
，系統(tǒng)軟件存放在微機(jī)硬盤中，系統(tǒng)啟動后
，用戶可以通過菜單執(zhí)行各種操作
。系統(tǒng)具有讀取加工程序、編譯、仿真
、產(chǎn)生活塞加工數(shù)據(jù)
、控制直線電機(jī)、插補(bǔ)
、M
、S、T在位檢測等CNC功能。
系統(tǒng)軟件采用分層次
、模塊化設(shè)計。系統(tǒng)軟件按功能可劃分為若干個模塊，各模塊可單獨(dú)編輯、編譯。它們之間通過參數(shù)或數(shù)據(jù)文件來傳遞信息，一個模塊的增加、修改、刪除等都不影響其它模塊。將系統(tǒng)軟件劃分為界面層、編譯層、控制層和輔助層，各部分的操作相對獨(dú)立。使用G00指令時，極有可能發(fā)生碰撞如所示
，工件需車槽，工件原點(diǎn)在右端面，換刀點(diǎn)為兒當(dāng)車槽加工完成時，為節(jié)省時間 ，想讓刀尖從起點(diǎn)fl步到達(dá)換刀點(diǎn)>1，用N150G0080Z50程序段完成退刀
，如果認(rèn)為軌跡是仄的連線
，似乎沒問題，但實(shí)際刀尖軌跡為B好和線(如時幫助功能
。在該系統(tǒng)中用戶可以首先根據(jù)零件圖樣的具體要求
，以人機(jī)對話的方式在界面層進(jìn)行各項(xiàng)數(shù)據(jù)的輸人及各功能的操作。在編譯層
，對用戶輸人的信息進(jìn)行編譯以生成目標(biāo)代碼
，它包括對NC源程序的格式轉(zhuǎn)換、坐標(biāo)轉(zhuǎn)換
、錯誤檢
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、控制數(shù)據(jù)的計算以及列表曲線的插值
、粗插補(bǔ)等;在控制層，發(fā)出控制系統(tǒng)工作的指令
，協(xié)調(diào)系統(tǒng)各部分的功能;在輔助層
，提供便于系統(tǒng)工作及方便用戶操作的各項(xiàng)輔助功能。整個系統(tǒng)均柴用鍵盤與鼠標(biāo)進(jìn)行控制，用戶欲選用某一菜單，只需按動光標(biāo)、熱鍵或鼠標(biāo)即可。另外，系統(tǒng)還具有較強(qiáng)大的圖形功能，提供了活塞輸人數(shù)據(jù)的圖形顯示，刀具運(yùn)行軌跡的動態(tài)仿真功能，以直觀的形式顯示輸人的數(shù)據(jù))，顯然刀具在運(yùn)動過程中要與工件的臺階面碰撞，工件和刀具都要損壞，嚴(yán)重的還要破壞機(jī)床的精度。
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