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高精度球面的数控磨削加工 黄宏伟，陈相志，余英良 (漯河职业技术学院，河南漯河462002) 摘要：通过对石油输送管道用大型球体的数控磨削加工，阐述普通磨床的数控改造，应用数控系统的 直线指令，将被控坐标两直线运动的联动运动，转换为两旋转运动的联动运行，实现了等速旋 转运行的球面数控磨削；巧用数控系统的圆弧指令，将被控两坐标的联动运行，转换为两旋转 运动的变速联动运行，很好的解决了因球面各截面旋转时切削线速度不同而造成的球面表面粗 糙度不一致的加工缺陷，实现了变速旋转运行的球面数控磨削。利用数控技术的优越性，实现 了对砂轮磨损的瞬时自动补偿。 关键词：球体磨削；机床改造；数控磨削加工；数控变速旋转磨削；参数转换 中图分类号：TG659 文献标识码：B 009-01 文章编号：1 34(2006)06—0054一04 受机床结构限制，普通磨床不能磨削如图1所 示的球体类零件。此大型球体为广泛应用于天燃气、 石油管道以及化工类企业毒酸废气流通管道的大型 球阀的核心零件。本文介绍数控改造普通磨床，应 用数控技术磨酎大型球体的原理与具体应用。 1球体成型的运动条件和加工条件 如图1所示，实现球体绕x j 轴即自身轴线旋转的同时亦绕z 庶 轴旋转；具备上述两相互垂直翟丝缓霪纨 图2球体磨削专用数控装置 的旋转运动，即可满足球体零 。 在装夹固定球体零件的工装芯轴上，用两锥堵 件加工的运动成形要求；在上 十一一一斋一…}x 装于球体零件的两端，每端分别用双螺母紧固，芯 述基础上，另外控制高速旋转 的砂轮，沿Y轴方向上进行球体‰琵笏荔彩 轴装于前支座和后尾座后，通过调整来找正球体零 径向的直线进给，即可满足球心r 件的球心与圆盘工作台的中心线重合；待找正球心 图I球体示意图 后，用外螺母锁紧并固定球体零件，即可保证球体 体零件所需的加工条件。 零件与圆盘工作台的同心。用鸡心夹连接(装夹球 2普通磨床的数控改造 体零件的)芯轴与(前支座)顶尖。上述相互垂直 数控改造采用SINUMERIK802S数控系统，在 的旋转运动，能够满足球体零件的成型运动；再将 此装置固定在MQ3150E磨床的工作台面上．用第三 MQ3150E普通磨床上进行，如图2所示。把装夹固 定球体零件的工装芯轴，通过双顶尖联接在前支座 台步进电动机(Y向)联接控制磨床砂轮头架运行 和后尾座上，第一台步进电动机(x向)联接控制 的进给丝杠，用来控制实现磨床砂轮头架的进给运 前支座中的主轴顶尖，用来实现球体零件沿自身轴 行，由此实现了普通磨床磨削球体零件的专用数控 线的旋转运动；并将前支座和后尾座固定在圆盘工 改造。 SINUMERIK 作台的中心线上(两顶尖连线与圆盘工作台的旋转 802S数控系统具有多坐标联动的 中心重合)，第二台步进电动机(z向)联接控制圆功能，当控制X、Z坐标方向上的运动联动运行时， 盘工作台的输入蜗杆，用来实现前支座和后尾座以