新型砂轮修整器结构及其装配误差影响分析张自强1阎秋生2陈少波1郑志丹。汕头大学智能制造技木教育部重点实验室，汕头5150632广东工业大学机电工程学院，广州510090能精确修整各种曲面的砂轮；而且它的修整工具能绕修整工具刃口的圆弧圆心转动，可不考虑绕转动轴的转动对两移动轴的影响，故数控编程容易实现。但若修整器装配时存在径向或轴向装配误差，则对修整后砂轮截面形状精度的影响较大，其中轴向的装配误差影响最大，它会产生与它自己相同数量级的砂轮截面形状误差，因此砂轮修整器装配时必须采取必要措施使装配误差小于才能达到成型砂轮修整精度要求。
制罐机封口轮等零件具有曲线回转面沟槽，这类沟槽往往既要打精确的形状又要有低和胗度的光泔面，其加工已成为个必须解决的重要问对于这类沟槽的加工，叫成型磨削种有效的1艺方法，但需要解决成型砂轮的修整问。随着数控技术但若作2移动轴联动修整，当零件沟槽截面曲线的某处较陡时即该处截面曲线的切线斜率绝对值较大时，修整工具会与砂轮发生干涉，严重影响修悠坫度或根水就尤法修整口我们为此设计汗发了具有2移动轴+1转动轴轴联动功能的数控砂轮修整器来修整成型砂轮，分析了砂轮修整器安装度误对修整砂轮尺精度和戕形状坫度的影响，分析结果明安装高度误差的影响不大，可以忽略4；本文介绍该砂轮修牿器的4构特点汴址步分析它的装配误差对修整后砂轮精度的影响。
1修整器的结构设计器由修整工具即修整笔或金刚石修整轮12转盘2及修整器底座7等构成，修整器底座7安装于磨床工作台9上。磨床工作台9可在磨床床身8上作7向左右运动，磨床砂轮底座4可在磨床床身上作向前后运动。修整器底座7上设有转盘2，底座的前端即靠近砂轮端开设有平行于磨床工作台平面的凹槽，凹槽内设打灿。轮蜗1机构6，蜗杆由服电机1带动，蜗轮的转动轴即为转盘转动轴5，这样实现转盘2由伺服电机带动旋转，伺服电机由数控系统控制转动度。转盘上可直接安装夹紧装，1来夹紧修整笔或安袋金刚石修艘轮12，2是修整工具为金刚石修整轮时的结构，此时必须有电机1经传动机构10带动金刚石修整轮12.修整器装配时，安装在转盘上而的修整工具须保证其刃的圆弧晷心0点落在转盘的转动轴心线上。
在普通3移动轴联动数拧系统中，各个轴的运动互不涉，似祚带转动轴的轴联动数控砂轮修整器中，为了使修整笔的轴线或修整轮对称于修整轮的轴线法面跟踪砂轮截而的法线方而引人了绕转动轴的转动。，情况下卞为转动轴不通过修整工儿刃口圆弧的圆心，所以绕转动轴的转动会引起修整工具刃口处2个移动轴坐标数杵即修整工具刃口位置的改变，修整工具刃口圆弧的圆心与转动轴线之间的距离越大，此问的影响越大，当该距离较大时，绕转动轴转动个很小的角度就会起修整工具刃口位置很火偿时，稍有不慎就会产生干涉，打坏修整工具。这引起了带转动轴的轴联动砂轮修整器数控编程难问。
为了数控编程时，可不考虑绕转动轴的转动对两移动轴的影响，使数控编程容易实现，设计时使修整器的转动轴通过修整工具刃口圆弧的圆心。3是2中件12金刚石修整轮的放大，中点处即是金刚石修整轮的刃口位置，商品化的通用型金刚石修整轮庄该处有个31圆弧，转，摘，就是要求通过该圆弧的圆心，点，也就是2中的；1电机2矜3砂轮4磨床砂轮底嵴5蜗轮转动邾竹迓转动轱6蜗轮蜗杆机构7修整器底座8磨床床身磨。，味1作台10传动机构1眼电机12金刚石修整轮点，若转动轴心线不通过该圆心，而是通过其它位置，例如阳3的1点，就会出现上述绕转动轴的转动会引起修整工具刃口位置改变的问。这种数控砂轮修整器已经申报发明专利和实用新型专利各项，申请号分别为021524.，和02249989.发明专利已公开，公开号1428225，并已进入实质审查程序；实用新型利己授权并公吓，公开号2579603.
2修整器的特点由于砂轮修整器底座安装于磨床工作台上，而磨床工作能做。向左1运动，寸，砂轮底座能做前后运动。因此修整器底座本身已能实现相对于砂轮做，轴，即后左1运动，为修整器底座，安装了个转盘，能绕2轴转动，因此修整器的修整工具，即修整笔或者金刚石修整轮实际上能相对砂轮面作2移动轴+1转动轴的轴联动，使修整笔的轴线或修整轮对称于修整轮的轴线法面与修整心处砂轮截面曲线的法线0尽量平行，保证修整工具与砂轮不发生干涉，4.转盘经蜗轮蜗杆机构由伺服电机驱动，当通过数控编程控制蜗轮转动的角度时定在蜗轮转轴的转盘岜相应地转动相同的角度，使修整笔的轴线或修整轮对称于修整轮的轴线法面跟踪砂轮截面曲线的法线，的方向。本发明的要点是控制修整工具刃口的圆弧圆心的运动轨迹的水平投毖必须与较盘轴心线的运动轨迹的水平投影重含，也就是使修整工具绕刃1的弧圆心转动，其好处数，1成型砂轮；2修整工真金刚石修整轮控编程时，可不考虑绕转动轴的转动对两移动轴的影响，编程容易实现，从而解决了2移动轴+1转动轴的轴联动数控砂轮修整方法的编程难问。
3装配误差引起的修整后砂轮的误差如果修整器装配时，修整器的转动轴没。介通过修整轮圆弧刃的圆心，即存在着装配误差，此装配误差将引起修整后砂轮截面曲线形状的误差。假定要求砂轮在过其轴线截面内的形状为5曲线，即砂轮截面曲线是半径为，=2，1的半圆，并假定修整轮圆弧刃的，弧半径为10.31仙因线以轴为对称，故下面论曲线的7段，修整砂轮时，修整轮的轴线姒好1砂轮截而曲线的法线垂1气。们1由1修整轮有定的厚度，在人点处及其附近，若要求修整轮的轴线与砂轮截面曲线的法线垂直。则也灯可能会发生修整轮与砂轮之间的干涉。所以，实际轴联动修整砂轮时，般使修整轮的轴线与砂轮截面曲线的法线线的法面与轴正向的夹角在0到4文的范围内变化。假定修整砂轮时，为避免修整轮与砂轮发生干涉，祚1段负保持=45；而在1尤段汀保持修整轮0.在5中，3点是砂轮截面曲线的圆心，点是点，修惶器绕乙轴转动的转动心位亍，1；！。修整轮圆弧刃的中点位于在修整点时，整轮圆弧刃⑶修整轮圆弧刃的点位点。
由于修整轮圆弧刃的存在，修整后砂轮截面在入点处将具有万中的半径为疋的圆弧人，这是圆弧刃上咖2段圆弧的复印。为反映装配误差的影响，5中将0点与01点的距离，即装配误差偏心值夸大1叫出。偏心值，可分解为；修整轮轴向的装配误差和在修整轮径向的装配误差6.修整砂轮时，从入点修整到，愕墓，讨校，谌拴，我恢北3职之间的轴，到45；的范变化，这时，修整轮轴影响；而在0，危，蛴捎诙值的存在而产生了过切或欠切，从而引起修整后砂轮截面曲线形状的误差。
圆心与修整器绕轴转动的转动中心重合，从1点修整到0点的过程中，两者的轨迹也重合，若修整器绕2车动的转动中心的轨迹，1是半径为+1 2.3的圆弧，则可以确保，前刖段，=2是半径为13+=2.51的圆弧就无法确保0，前，径为13=2.，的圆弧，此时，修整轮圆弧刃圆心的轨迹0和均为近似椭圆弧。
修整，点时，修整轮上与砂轮接触的地方是点，当，1点经过45圆心角的圆弧到达，1点时，若修整器不绕乙轴转动，则修整轮上与砂轮接触的地方是2点，但由于修整器绕2轴转动的结果，修整轮上与砂轮接触的地方实际上是点。存在4装配误差偏心值6时，3点与，1‘点之间的距闻大于32点与01点之间的距离，因此产生了过切，若存在与5值扣反方位的毡配误，则产生欠切。过切量是轴向的装配误差和径向的装配误差的函数。
下面1列出了按上式算出的不同和61.值情况下由1可不管和值是正值还是负值，均造成修整后砂轮截面形状较大的误差，而且私对反的影响均大于由轴向装配误差引起的过切量在数值上与它本身已很接近，是相同数量级的。另方面，成型磨削后零件的形状精度在很大程度上取决于成型砂轮的形状精度，因此砂轮修整器装配，必须采取必要措施使装配误差尽可能小，尤其是对于轴向装配误差，必须使它小于10，1才能达到成型砂轮修整精度要求。
4结论轮修整器，它具有2移动轴+1转动轴的轴联动功能，因此能精确修整各种曲面的砂轮；而且它的修整工具能绕修整工具刃口的圆弧圆心转动，可不考虑绕转动轴的转动对两移动轴的影响，更进步解决了2移动轴+1转动轴的轴联动数控砂轮修整方法的编程难问。本文还分析了该砂轮修整器装配误差对修整后砂轮截面形状精度的影响，结果明在修整轮轴向修整后砂轮截形状较大的，其中又以轴叼的装配误差影响较大，它会产生与它自己相同数量级的砂轮截面形状误差，因此砂轮修整器装配时必须采取必要措施使装配误差小于101才能达到成型砂轮修整精度耍求。该修整器己在我们，己的研究，作被实施，当装配误差得到有效控制时，可获得预期的效果。
lress，2002363368I3张自强，阎秋生等。砂轮修整器安装高度误差对成型砂轮修整精度的影响。金刚石与磨料磨具工程，2003，266，第作者简介张自强，男，1956年生。汕头大学广东汕头，515063智能制造技术教育部重点实验室副教授。研究方向为机械000他1技术先进制造技术。已发论文30余篇。
收稿日期20肿，5编辑王孝琪