摘要：本文针对半圆柱面连杆头形状、硬度和表面粗糙度的特点，通过几种磨削方式的对比，提出了一种经济的半圆柱面磨削方法。 关键词：半圆面磨削 连杆 连杆头 一、提出问题 连杆头的加工面是一个200°左右的圆弧面，它与十字头构成了一个转动摩擦副，并且是一个承受重载的运动部位，所以其表面粗糙度要求较高（一般达到0.4μm），硬度要求也较高（一般达到HRC45～50）。根据这些特点，其工艺路线应该是：粗铣—热处理—磨。在这条工艺路线中，粗铣和热处理是没有问题的，难点是磨序。目前，市场上有外圆磨床、内圆磨床、万能磨床等多种功能众多的磨床，但这些磨床都要求工件连续回转，不能直接进行半圆的磨削。因此，我们必须利用现有的设备，通过增加一些辅件来实现往复式回转磨削。 二、磨削方法分析 要实现往复式回转磨削，有两种方式，第一种方式是磨头绕半圆柱面中心往复回转，第二种方式是连杆绕半圆柱面中心往复回转。 在第一种方式下，要求两轴联动，用圆弧差补的方法实现圆弧加工。差补法本身存在误差，特别是在象限点处，由于机床滚珠丝杠的反向误差，会在象限点处形成一个明显的台阶，所以这种方式是不可取的。 第二种方式要求装夹连杆的卡盘或工作台可往复回转，考虑连杆的形状，最理想的设备是立式车床和立式磨床。对于这两种设备来说，连杆可直接装夹在机床的回转工作台上，但是必须对传动机构进行改造，以实现往复回转。如此一来，设备只能作为半圆磨专机使用，降低了设备的利用率。另外，由于连杆的规格很多，最长的有1米多，那么机床的回转工作台的直径需在2米以上，严重浪费了资源。因此，我们提出了一种新的配置：在龙门铣床上挂高精度磨头；工作台上增加一套由变频电机驱动的高精度数控回转工作台，工作台回转角度通过两组限位开关控制。在这种配置中，磨头绕Z轴旋转，回转工作台进行往复回转，由龙门铣横梁完成Z轴方向进给，龙门铣工作台完成X轴方向进给，从而实现半圆柱面磨削。 这种配置虽然实现了往复回转功能，但是，往复回转磨削是一个反复换向磨削过程，在这个磨削过程中，磨削力的方向也必然会反复变化。如果磨头和回转工作台的精度不够，就会产生较大的形状误差。因此，应该选择静动压磨头和高精度数控回转工作台。其中，高精度数控回转工作台尤为重要，因为它采用的是转台专用锥轴承，反向运动时，其反向误差很小，甚至为零。 三、应用实例 我厂的连杆长约1米，为了磨削半圆柱面连杆头，我们在龙门铣床上挂了一个高精度磨头，具体作法是：在横梁上增加一套由变频电机驱动的水冷背锥式静动压磨头，磨头固定不动，Z轴方向的进给运动由机床横梁完成；在机床工作台上增加一套由变频电机驱动的高精度数控回转工作台，采用霍尔接近开关控制回转工作台电机换向，从而实现角度回转。霍尔开关上装有四个功能的开关，按作用先后分为减速，停止，换向，停止四道开关，控制转盘电机减速，停止再换向，在有突变的情况下启用急停开关，控制转盘急停。工作时，必须保证磨头中心与回转工作台中心的连线与X轴平行，从而保证X轴方向的进给精度。X轴方向的进给运动由机床工作台完成。 四、结束语 在目前市场上没有半圆柱面磨削设备的情况下，本文通过对几种磨削方式的分析，提出了一种经济可行的半圆柱面磨削方法。实际测试中，磨削产品的形位公差和表面粗糙度均达到了设计要求。
摘要：本文针对半圆柱面连杆头形状、硬度和表面粗糙度的特点，通过几种磨削方式的对比，提出了一种经济的半圆柱面磨削方法。 关键词：半圆面磨削 连杆 连杆头 一、提出问题 连杆头的加工面是一个200°左右的圆弧面，它与十字头构成了一个转动摩擦副，并且是一个承受重载的运动部位，所以其表面粗糙度要求较高（一般达到0.4μm），硬度要求也较高（一般达到HRC45～50）。根据这些特点，其工艺路线应该是：粗铣—热处理—磨。在这条工艺路线中，粗铣和热处理是没有问题的，难点是磨序。目前，市场上有外圆磨床、内圆磨床、万能磨床等多种功能众多的磨床，但这些磨床都要求工件连续回转，不能直接进行半圆的磨削。因此，我们必须利用现有的设备，通过增加一些辅件来实现往复式回转磨削。 二、磨削方法分析 要实现往复式回转磨削，有两种方式，第一种方式是磨头绕半圆柱面中心往复回转，第二种方式是连杆绕半圆柱面中心往复回转。 在第一种方式下，要求两轴联动，用圆弧差补的方法实现圆弧加工。差补法本身存在误差，特别是在象限点处，由于机床滚珠丝杠的反向误差，会在象限点处形成一个明显的台阶，所以这种方式是不可取的。 第二种方式要求装夹连杆的卡盘或工作台可往复回转，考虑连杆的形状，最理想的设备是立式车床和立式磨床。对于这两种设备来说，连杆可直接装夹在机床的回转工作台上，但是必须对传动机构进行改造，以实现往复回转。如此一来，设备只能作为半圆磨专机使用，降低了设备的利用率。另外，由于连杆的规格很多，最长的有1米多，那么机床的回转工作台的直径需在2米以上，严重浪费了资源。因此，我们提出了一种新的配置：在龙门铣床上挂高精度磨头；工作台上增加一套由变频电机驱动的高精度数控回转工作台，工作台回转角度通过两组限位开关控制。在这种配置中，磨头绕Z轴旋转，回转工作台进行往复回转，由龙门铣横梁完成Z轴方向进给，龙门铣工作台完成X轴方向进给，从而实现半圆柱面磨削。 这种配置虽然实现了往复回转功能，但是，往复回转磨削是一个反复换向磨削过程，在这个磨削过程中，磨削力的方向也必然会反复变化。如果磨头和回转工作台的精度不够，就会产生较大的形状误差。因此，应该选择静动压磨头和高精度数控回转工作台。其中，高精度数控回转工作台尤为重要，因为它采用的是转台专用锥轴承，反向运动时，其反向误差很小，甚至为零。 三、应用实例 我厂的连杆长约1米，为了磨削半圆柱面连杆头，我们在龙门铣床上挂了一个高精度磨头，具体作法是：在横梁上增加一套由变频电机驱动的水冷背锥式静动压磨头，磨头固定不动，Z轴方向的进给运动由机床横梁完成；在机床工作台上增加一套由变频电机驱动的高精度数控回转工作台，采用霍尔接近开关控制回转工作台电机换向，从而实现角度回转。霍尔开关上装有四个功能的开关，按作用先后分为减速，停止，换向，停止四道开关，控制转盘电机减速，停止再换向，在有突变的情况下启用急停开关，控制转盘急停。工作时，必须保证磨头中心与回转工作台中心的连线与X轴平行，从而保证X轴方向的进给精度。X轴方向的进给运动由机床工作台完成。 四、结束语 在目前市场上没有半圆柱面磨削设备的情况下，本文通过对几种磨削方式的分析，提出了一种经济可行的半圆柱面磨削方法。实际测试中，磨削产品的形位公差和表面粗糙度均达到了设计要求。