在需要磨削部分轴向尺寸小于砂轮宽度时,采用横向磨削喷嘴阀(图12所示),是在数控外圆磨床上加工的一个较典型的零件。该零件要磨削圆柱面(Φ10h5㎜),圆锥面( 1:8)和圆弧面(R2.5㎜),各处单边磨削余量0.1㎜,试分析其数控磨削加工工艺。
图12 喷嘴阀
1.磨削工件零件图分析
该零件外圆Φ10h5()㎜和锥面粗糙度Ra0.2μm,以及同轴度Φ0.005㎜是磨削加工要达到的重点。
2.选择设备
根据被加工零件的外形和材料等条件,选用GA5N型数控外圆磨床。数控系统为FANUC-10T,并配有自动测量装置。
3.工件工艺方案的确定
因有同轴度的要求,所以要一次装夹完成外圆与锥面的磨削。根据喷嘴阀的结构形状,采用M12×0.5㎜螺纹与Φ16㎜侧面拧紧定位。磨削方法既可用平砂轮控制磨出圆柱面,再用圆弧、直线插补走出圆弧面及锥面(见图13),也可将砂轮修整成喷嘴阀标准轮廓形状,进行成形磨削(见图14)。
图13 利用插补功能磨削
图14 成形磨削
两种方案比较,用平砂轮磨圆弧和锥面,只有尖端磨削,接触面小,砂轮磨损快,锥面精度低,粗糙度差,因此不宜采用此方案。由于要磨削部分的长度不大,可以采用成形磨削的方式,各部分同时磨削效率高且尺寸精度较一致,锥面部分的粗糙度值也会小。但由于砂轮尺寸随着磨削过程的不断变化,在批量加工中产生较大的累积误差,不能保证零件的尺寸公差。无疑,采用直接测量磨削可以解决上述问题。该机床配备了自动测量装置,当被磨削工件测量部分尺寸达到测量仪某设定值时,测量仪发出信号,正在执行的带G31的程序段则结束,跳跃到下一程序段。因此,可以在程序段中给一个较大的相对值,在该程序段运动指令未执行完之前达到设定值,该段剩余运动被忽略,进到执行下一程序段。采用这种方法可以使各零件间的公差控制在±0.001㎜之内。
4.数控磨削加工工艺参数
外径横向磨削条件的设定:直接测量部分1P=0.04,2P=0.005,3P=0。