砂轮精密磨削时,砂轮平衡是一个重要问题,无论是普遁磨削、精密磨削和超精密磨削都是须要进行砂轮平衡的,但显然在精密和超精磨削时,砂轮的平衡要求更高。
砂轮平衡主要影响磨削时的加工稳定性、机床精度的保持性、磨削表面质量和磨削精度等。砂轮平衡不好时,磨削过程中易产生振动,使加工表面上形成波纹,影响表面粗糙度,严重时会造成工作不平稳,甚至不能工作,涉及安全工作问题。因此,也是安全生产之必须。砂轮的平衡方法可分为静平衡和动平衡两种类型。有机外、机内平衡两种方式。
一、静平衡
静平衡是力矩平衡,是在一个平面上的平衡,主要用于单个窄砂轮的平衡,属于静平衡类型范畴的方式有以下3种
1、机外静平衡架上平衡
利用静平衡工具,在机外由手工进行平衡工作,是最常用最简单的一种平衡方法,应用广静。
平衡工具主要有静平衡架和砂轮平衡心轴,先将待平衡的砂轮装在相应的法兰盘上,再将法兰盘装在平衡心轴上,成为一体,安装在静平衡架上进行平衡。砂轮孔与法兰盘应有0.1~1.2mm的间隙要求,随砂轮孔径大小选择,孔径大的砂轮间欧选大值。法兰盘与心轴是靠心轴锥度紧密配合的。静平衡架的结构有多种,刀口式静平衡架是指平衡心轴放在静平衡架的刀口上,灵敏度高,但承载能力小,用于小直径砂轮的平衡;圆轴式和圆盘式静平衡架是将平衡心轴放在其滑动轴承上和双圆盘支承上,承载能力大,用于大直径砂轮的平衡。
利用一种便携式力矩平衡仪,通过仪器上所带的传感器对砂轮进行动态平衡的检测,砂轮上装置了平衡块,根据检测结果,人工调整平衡块的位置,再进行检测,这样反复2~3次就可以快速方便地平衡砂轮,这种方法不必将砂轮拆下来,而是在砂轮工作状态直接平衡,比机外静平衡架上平衡要准确、筒捷、易行,应用逐渐广泛,其关键是要配置一台高质量的便携式力矩平衡仪。由于其机理上属于力矩平衡,故是一种在砂轮工作运转情况的静平衡,不是动平衡,为区别起见,称之为动态平衡。
3、机内动态平衡
在磨床砂轮主轴系统上,内置动态平衡装置对砂轮进行自动或半自动平衡,是一种更为方便的砂轮平衡方法,现代的新式磨床多配有此种动态平衡装置动态平衡装置有多种,一种是装在主轴锥孔内部;另一种是装在主轴前端,与砂轮有一段距离,这时是靠加附加力偶来平衡,其效果不如直接装在主轴锥孔内的无附加力偶的平衡装置好。从平衡所用动力方式来分析,动态平衡装量有电气机械式、液压式和气动机械式等多种形式。
(1)电气机械式半自动动态平衡装置平衡装置装在砂轮主轴锥孔内,与砂轮基本上在同一平面上,是一种无附加力偶的平衡装置,如图3-14所示。平衡装置与砂轮主轴一起以工作速度转动,利用主轴尾端
安装的两台微电机分别控制平衡锤2的相位和径向位置,即可改变平衡锤移离主轴轴心的位量,从而产生相应的离心力使砂轮平衡。砂轮的平衡状态是由安装在磨床砂轮头架上的测振器7来检测的,测振器所拾取的信号经处理后,在仪表上显示出平衡相位、振幅和不平衡量等参数,根据这些参数由操作人员先按动相位按钮,相应的微电机驱动平衡锤2在0P-360问调整其相位,再按动径向位置按扭,由相应的微电机驱动平衡锤2调整其径向位置,这样反复调整2-3次,当仪表显示达到允许值时为止,这种平衡装置准确、快速、方便。同时,测振器7还是一种在线监控装置,使操作人员可及时发现由于砂轮磨损直径变化、磨粒分布不匀等所造成的不平衡问题,及时进行再平衡,以保证加工质量。
(2)液压式
抛光机(http://www.yumojingshi.com/)自动动态平衡装置在砂轮法兰盘侧面上装上环形器8,其上有4个环形槽各对应一个液压腔体,4个液压腔体呈周向布局,通人液体后相当于4个平衡块。利用磨床本身的磨削工作液,通过闻组块7中的4个方向阀,经喷嘴块4中的4个喷嘴,将工作液通人环形器8中的相应环形槽并进入相应的腔体。依靠砂轮1回转的离心力,使工作液有效地贴附在腔体内壁,从而使砂轮得到平衡。
砂轮的平衡状态是由测振器来检测的,测振器3所拾取的砂轮主轴2的振动信号,经控制仪5的处理后,在仪表上可显示振动频率、振幅、相位、不平衡力矩等参数,并可连续或断续地向相应的腔体送相应量的工作液,达到动态平衡的自动控制。当达到动态平衡的设定允许值时,该装置自动停止工作。控制仪5上可设置动态平衡值,它同时又是一个监控仪,可以观测磨削工作过程中的平衡状态。该平衡装置平衡精度高、操作方便、使用寿命长、平衡量大,自动化程度高,是一种无附加力偶的动态平衡装置。
(3)气动机械式半自动动态平衡装置它是利用压缩空气将平衡块移动到一定的相位和径向位置,使砂轮动态平衡。砂轮平衡状态是通过测振器检测、处理、显示,操作人员根据显示的参数进行人工调整控制。
二、动平衡
动平衡是力偶平衡,它不是在一个面上而是在一个有一定长度的体上进行平衡,用于宽砂轮和多砂轮轴的平衡。动平衡一般都在动平衡机上进行,由仪表显示不平衡的端部(左右端)相位及不平衡量等,人工调整砂轮(轴)两端的平衡块,经几次反复调整达到允许的数值内。砂轮平衡应在其粗修整、或整形后进行为好,并应注意在磨削过程中由于砂轮磨损、修整、直径减小,砂轮质量分布不均等对平衡的影响,进行及时平衡。
