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一种陶瓷刀片数控砂带磨床设计方案
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1 引言

陶瓷刀片具有优良的切削性能,在机械加工领域得到广泛应用。目前国内大多采用仿形磨削工艺对烧结后的陶瓷刀片进行磨削成形加工。该工艺的缺点是加工精度较低,生产柔性不足。笔者根据田新生等所著《陶瓷刀片周边磨削专用数控系统》提出的陶瓷刀片磨削专用数控系统及适用刀片形状,结合国内数控系统技术发展和市场状况,提出在车铣中心的基础上改装数控砂带磨床,利用FANUC-0TC数控系统的极坐标插补功能实现高效率、低成本的陶瓷刀片成形磨削加工。

2 车铣中心与FANUC-OTC数控系统

全功能型数控车床配备了FANUC或SIEMENS等数控系统和多工位转塔刀架,可完成圆柱面、圆锥面、螺纹等多种表面的数控加工。由于轴类零件经常是齿轮等零件的承载体,因此其上往往有键槽、螺旋槽、非圆截面等结构,在车床上难以加工。若在数控系统中增加极坐标插补功能,机床主轴增加C轴控制功能,配备可驱动铣刀的动力刀架,即可将数控车床扩展为车铣中心。由于车铣中心具有良好的加工柔性和经济性,近年来发展很快。笔者曾使用过日本WASINO公司生产的LJ-1OMC车铣中心(配备FANUC-OTC数控系统),此类机床一次装夹工件即可完成轴类零件几乎所有结构的加工,而加工成本并未显著增加。因此,目前许多车床用数控系统实际是为车铣中心开发的,如FANUC-OTC数控系统最多可控制Z、X、C、Y四个轴(Y轴很少使用),最多可联动控制X、C、Z三个轴,其简化型FANUC-OTD是目前国内广泛使用的数控车床用数控系统。

3 砂带磨削工艺特点

砂带磨削具有许多其它磨削加工方式所不具备的优势:①磨削效率高达96%,是所有磨削加工方式中最高的;②磨削比高(比砂轮磨削高10倍以上);③可实现磨削、研磨、抛光等多重加工效果,加工精度高,表面质量好;④磨削力和磨削振动较小,机床、磨头结构及加工工艺简单,加工成本低。使用砂轮进行数控磨削时,需对砂轮进行修整和补偿(与在数控车床上进行“刀补”类似),这就需要在数控机床上设置昂贵的电子对刀测头,对机床精度也提出了更高要求。而采用砂带磨削工艺只需事先精确测定磨头上接触轮的位置,设计好砂带厚度,使用时定期更换砂带即可实现加工。
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