專利名稱：時間控制磨削方法及裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種磨削方法和裝置，具體是一種時間控制磨削方法和裝置，利用普通磨床即可實現(xiàn)磨削過程的自動控制。
目前的磨削加工方法，采用分別調(diào)節(jié)幾個磨削用量如工件速度V
、切深進給量fr、磨削寬度B的方法來加工工件，調(diào)整較為麻煩，一般是人工調(diào)整，不便于實現(xiàn)自動化。現(xiàn)今大部分的磨削工作仍是在單件、小批量生產(chǎn)的條件下完成，據(jù)統(tǒng)計，在小批量生產(chǎn)條件下，一臺磨床全部定額時間的20%是用來調(diào)整的，且有25%左右的磨床為進行調(diào)整工作而讓磨床停機或空轉(zhuǎn)，工作效率低。
從目前的其它各種磨削方法來看，均不能對工件切除率進行有效的控制，從而限制了生產(chǎn)率的提高。美國專利US355303(德溫特文獻入藏號為83-766202/38)公開了一種磨床控制方法，是利用砂輪的磨損速率和對工件的給進速度之間的關系進行控制磨削，這種方法簡單，但磨削精度不高。1986年8月由湖南大學出版社出版的《磨削原理與工藝》(書號為15412.17)一書中描述的美國威斯康星(Wisconsin)大學研制的磨床約束適應控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用改變砂輪轉(zhuǎn)速的辦法使實際消耗的功率接近預定的功率極限，從而維持比金屬切除率大致不變。該系統(tǒng)是利用砂輪拖板及探頭拖板兩種位置反饋信息，由控制裝置根據(jù)已經(jīng)存入的工件所需的最后尺寸，發(fā)出對砂輪拖板位置進行修正的指令，而探頭反饋給控制裝置的反饋信息代表了工件的實際尺寸，一旦工件達到了規(guī)定的最后尺寸，控制裝置便使砂輪拖板快速退回。該系統(tǒng)加工效率高，精度也相當高，能控制磨削功率為一定值，但對于磨削加工來說，總的磨削力來自磨削時的切屑變形和磨擦兩種作用，切屑變形力和磨擦力都要消耗磨削功率，在磨削過程中磨削力隨著砂輪的鈍化而急劇變化，控制磨削功率不變并不能控制工件切除率不變，同時該系統(tǒng)也不能計算實際的工件切除率，因此不能采用時間控制磨削?？梢哉J為，該系統(tǒng)對磨削功率的控制只是一種輔助的、近似的控制手段，而它主要是對工件的實際尺寸進行反饋控制，這一點又使整個系統(tǒng)結(jié)構(gòu)比較復雜，本身的制作成本昂貴，不利于推廣使用，也不符合國內(nèi)大量的普通磨床、設備改造費有限的國情。
本發(fā)明的目的在于提供一種利用普通磨床實現(xiàn)自動控制磨削的方法及裝置，通過對工件切除量V的有效地實時計算和控制，以限定加工工件的最后尺寸，而其實質(zhì)又是以計算或控制工件切除率W為技術核心，操作者可以僅以磨削時間控制磨削過程的完成。本發(fā)明既能保證工件的表面磨削加工質(zhì)量，又使得整個控制裝置大大簡化。
以下結(jié)合


本發(fā)明的技術方案圖1是本發(fā)明的磨削控制裝置的原理結(jié)構(gòu)圖;
圖2是本發(fā)明的磨削控制裝置的實施例一之結(jié)構(gòu)圖;
圖3是本發(fā)明的磨削控制裝置的實施例二之結(jié)構(gòu)圖;
圖4是圖2中的液壓系統(tǒng)(10)的原理結(jié)構(gòu)圖。
如圖1所示，本發(fā)明所提供的磨削控制裝置，是由主軸變速驅(qū)動裝置(3)、進給裝置(4)、壓力測量裝置(5)、電機(6)、轉(zhuǎn)速計(7)、伏特表(8)、控制裝置(9)構(gòu)成，其中控制裝置(9)分別與進給裝置(4)、壓力測量裝置(5)、電機(6)、轉(zhuǎn)速計(7)、伏特表(8)相聯(lián)，進給裝置(4)分別與主軸變速驅(qū)動裝置(3)、壓力測量裝置(5)相聯(lián)，電機(6)分別與轉(zhuǎn)速計(7)、伏特表(8)和主軸變速驅(qū)動裝置(3)相聯(lián)，控制裝置(9)可以是一臺計算機，或是其它帶有存貯器和具有可編程能力的計算控制裝置。進給裝置(4)可以由液壓系統(tǒng)(10)加上液壓缸(11)構(gòu)成，壓力測量裝置可以采用壓力表(16)，這樣構(gòu)成的裝置如圖2所示，為敘述方便，以下稱圖1或圖2所示的裝置為裝置A。
如圖3所示，本發(fā)明提供的另一種磨削控制裝置，以下簡稱為裝置B，是由主軸變速驅(qū)動裝置(3)、電機(6)、轉(zhuǎn)速計(7)、伏特表(8)、控制裝置(9)、電機(12)、進給箱(13)、測力頂尖(14)、測力計(15)構(gòu)成，其中控制裝置(9)分別與電機(6)、轉(zhuǎn)速計(7)、伏特表(8)、電機(12)和測力計(15)相聯(lián)，進給箱(13)分別與主軸變速驅(qū)動裝置(3)、電機(12)相聯(lián)，電機(6)分別與轉(zhuǎn)速計(7)、伏特表(8)相聯(lián)，用于測量磨削力Fy的測力計(15)與兩個在工件(1)兩側(cè)的測力頂尖(14)相聯(lián)。
本發(fā)明所提供的時間控制磨削方法，包含下列步驟(1)加工前先測量加工工件(1)的具體尺寸;
(2)將工件(1)的具體尺寸輸入控制裝置(9)，由控制裝置(9)根據(jù)加工工件(1)的最后尺寸計算出工件切除量V1，或者將根據(jù)工件(1)的具體尺寸和最后尺寸計算出工件切除量V1直接輸入控制裝置(9);
(3)將工件(1)安裝上磨床;
(4)開始磨削;
(5)各測量儀器同時開始工作，測出磨削力Fy、磨削功率Pm、磨削速度K并輸入到控制裝置(9)，控制裝置(9)再結(jié)合預先輸入在其中的工件(1)與砂輪(2)之間的磨擦系數(shù)μ、切除單位體積的切屑所需的能量CF，計算出瞬時工件切除率W。
計算公式為W =1000 × (1000 × PW- μ × F y × k )9.81 × CF]]>(6)控制裝置(9)進行數(shù)字積分計算，計算出工件切除量V，計算公式為∫baW×dt當工件切除量V達到預定值V1時，控制裝置(9)向進給裝置(4)發(fā)出指令，使砂輪(2)退出磨削。
本發(fā)明又提供一種保持工件切除率W恒定的時間控制磨削方法，它包含以下步驟(1)加工前先測量加工工件(1)的具體尺寸;
(2)將工件(1)的具體尺寸輸入控制裝置(9)，由控制裝置(9)根據(jù)工件(1)的最后尺寸計算出工件切除量V1，或者將根據(jù)工件(1)的具體尺寸和最后尺寸計算出的工件切除量V1直接輸入控制裝置(9)，同時又向控制裝置(9)輸入一個預定的工件切除率Wi;
(3)將工件(1)安裝上磨床;
(4)開始磨削;
(5)各測量儀同時開始工作，測出磨削力Fy、磨削功率Pm、磨削速度K并輸入控制裝置(9)，控制裝置(9)再結(jié)合早以輸入在其中的工件(1)與砂輪(2)之間的磨擦系數(shù)μ、切除單位體積的切屑所需的能量CF，計算出瞬時工件切除率W，與預定的W1相比較，如果有差值則由控制裝置(9)向進給裝置(4)或電機(6)發(fā)出指令，以改變磨削力Fy或磨削速度K，使瞬時工件切除率W與預定的工件切除率W1一致，計算瞬時工件切除率W的公式如下W =1000 × (1000 × PW- μ × F y × k )9.81 × CF]]>(6)經(jīng)過一定時間t的磨削，工件切除量V＝W×t，當V達到預定值V1時，亦即t＝V1/W1時，控制裝置(9)向進給裝置(4)發(fā)出指令，砂輪(2)退出磨削。
本發(fā)明是利用普通磨床，加之控制裝置(9)，以及測量儀如壓力測量裝置(5)、轉(zhuǎn)速計(7)、伏特表(8)，或是壓力表(16)、測力計(5)、測力頂尖(14)等，構(gòu)成對于普通磨床的一個測量控制裝置，從而對工件切除量V進行有效地控制，實現(xiàn)自動磨削控制之目的。其主要原理是依據(jù)工件切除率W與磨削功率Pm、工件與砂輪之間的摩擦系數(shù)μ、<p>
該關系式是本發(fā)明之原理的核心。對于磨削加工來說，總的磨削力來自磨削時的切屑變形和磨擦兩種作用，切屑變形力和摩擦力都要消耗磨削功率，該關系式的意義在于通過測得的總磨削功率及摩擦力消耗的功率來確定切屑變形力所消耗的功率，從而計算出實際的瞬時工件切除率W，從而為通過時間控制來達到控制工件切除量V提供了可能性?？刂蒲b置(9)是本發(fā)明中的核心裝置，可以是一臺計算機，并配置有必要的接口電路，它能進行計算、數(shù)據(jù)分析和比較、向其它部件發(fā)出控制指令等操作，其過程可以全部或部分地由計算機軟件控制。
本發(fā)明所提供的時間控制磨削方法和保持工件切除率W恒定的時間控制磨削方法，在其實施磨削之前都需要預先將一些固定的參量輸入控制裝置(9)之中，其中包括主軸變速驅(qū)動裝置(3)的傳動比、電機(6)的總效率砂輪(2)的直徑、工件(1)和砂輪(2)之間的磨擦系數(shù)μ、切除單位體積的切屑所需的能量CF或液壓缸(11)的活塞面積等，以下列舉一些常用的μ和CF值，這些數(shù)值在磨削領域中是公認的和標準的。
表1各種工件材料的CF值(使用GB80R1A和TL80R1A型砂輪)工件材料花崗石硅鈍鐵鑄鐵高速鋼CF(kg·f/mm3) 430 550 280 490 1800
表2磨削時磨擦系數(shù)μ的數(shù)值工件材料砂輪\切削液豆油輕油乳化液水干磨退火碳素鋼GZ46Z2A0.210.610.350.820.73淬火高速鋼GZ46R1A0.100.150.160.380.32以下對于裝置A和裝置B，結(jié)合它們在運用本發(fā)明所提供的時間控制磨削方法以及保持工件切除率恒定的時間控制磨削方法的過程，進一步說明其結(jié)構(gòu)和運用。
裝置A在運用時間控制磨削方法時，首先在加工前要測量加工工件(1)的具體尺寸，將測量的尺寸輸入控制裝置(9)，由控制裝置(9)根據(jù)操作者輸入在其中的加工工件(1)加工后所確定的最后尺寸，亦即磨削后的定型尺寸，通過數(shù)學計算求出工件的切除量V1，或是直接由操作者將所確定或計算出的工件切除量V1輸入控制裝置(9)，再將工件安裝上磨床，開動磨床開始磨削。這時，壓力測量裝置(5)、轉(zhuǎn)速計(7)、伏特表(8)和控制裝置(9)也同時開始工作，其中壓力測量裝置(5)測量磨削力Fy，轉(zhuǎn)速計(7)測量電機(6)的實時轉(zhuǎn)速，伏特表(8)測量電機(6)的瞬時功率，砂輪(2)磨削工件(1)，主軸變速驅(qū)動裝置(3)用于傳動，進給裝置(4)控制砂輪(2)的進給或倒退，電機(6)帶動砂輪(2)旋轉(zhuǎn)，控制裝置(9)可以是一臺計算機，其存貯器中存有一些基本數(shù)據(jù)和系統(tǒng)控制軟件，并能對輸入的數(shù)據(jù)進行處理和發(fā)出指令，實現(xiàn)整個系統(tǒng)的磨削過程自動化。磨削力Fy、磨削速度K可以由控制裝置(9)在磨削前預先指定一個適當?shù)某跏贾?。磨削時電機(6)帶動砂輪(2)旋轉(zhuǎn)，進給裝置(4)帶動砂輪(2)徑向進給，砂輪(2)接觸工件(1)開始磨削，壓力測量裝置(5)測得的壓力、伏特表(8)測得的電機(6)的功率、轉(zhuǎn)速計(7)測得的電機轉(zhuǎn)速等參量都被送到控制裝置(9)，控制裝置(9)按以下幾個公式可求出幾個參量(磨削力Fy)＝(壓力)×(活塞面積)-(阻力)(磨削速度K)＝[電機(6)轉(zhuǎn)速]×[主軸變速驅(qū)動裝置(3)傳動比]×(砂輪直徑)×π(磨削功率Pm)＝[電機(6)的功率]×(總效率)這里，磨削力Fy的計算方法是當進給裝置(4)是采用了液壓系統(tǒng)(10)、液壓缸(11)，以及壓力測量裝置是采用壓力表(16)時所適用的，具體結(jié)構(gòu)如圖2所示，活塞面積和阻力均為液壓系統(tǒng)(10)和液壓缸(11)的參數(shù)。其中，液壓系統(tǒng)(10)用于實現(xiàn)磨床對砂輪(2)進給的要求并保持恒壓，液壓缸(11)用于推動砂輪(2)徑向進給和倒退，壓力表(16)測定液壓缸(11)的壓力值，液壓系統(tǒng)(10)是利用液壓缸(11)推動砂輪(2)進給并保持壓力恒定，其結(jié)構(gòu)如圖4所示，從而實現(xiàn)控制力磨削。實際上圖2所示的裝置A是圖1所示原理結(jié)構(gòu)的一種具體實施例。
至此，利用求出的Pm、Fy、K值及已知的μ、CF值，即可按下式計算出瞬時工件切除率WW =1000 × (1000 × PW- μ × F y × k )9.81 × CF……( C )]]>然后，再由控制裝置(9)對W進行數(shù)字積分運算，計算出實時的工件切除量V，計算公式為V＝∫baW×dt ……(D)當工件切除量V達到預定的工件切除量V1時，控制裝置(9)對進給裝置(4)或液壓系統(tǒng)(10)發(fā)出指令，使砂輪(2)退出磨削。這時，b是砂輪(2)的退出時間，而α是磨削起始時間，實際控制的磨削時間是t＝b-a。
需要說明的是，在磨削過程中，磨削功率Pm值應被確定在一定范圍內(nèi)，以避免工件表面燒傷或生產(chǎn)率過低，當磨削功率Pm過低，工件切除率W過低，這時需及時修整砂輪，修整后，砂輪直徑減小，這時應向控制裝置(9)輸入新的砂輪直徑數(shù)據(jù)。采用時間控制磨削方法的裝置A，整個過程自動進行，無需人工干預，結(jié)構(gòu)簡單。
裝置A在運用保持工件切除率W恒定的時間控制磨削方法時，對于操作者而言，過程基本相同，只是需要在磨削之前預先向控制裝置(9)預先給定一個預定的工作切除率W1，在磨削過程中，控制裝置(9)利用計算式(C)計算出瞬時工件切除率W，再與預定的W1相比較，如果二者有差值則由控制裝置(9)向進給裝置(4)或液壓系統(tǒng)(10)、也可向電機(6)發(fā)出修正指令，以改變磨削力Fy或磨削速度K，如當W＜W1時，增大電機(6)的轉(zhuǎn)速，當W＞W(wǎng)1時，減小電機(6)的轉(zhuǎn)速，從而控制了磨削速度K，進而使W調(diào)節(jié)到與W1一致，經(jīng)過一定時間t的磨削，工件切除量V＝V1時，實際上，所用的磨削時間t＝V1/W1，則控制裝置(9)向進給裝置(4)或液壓系統(tǒng)(10)發(fā)出指令，使砂輪(2)退出磨削。這種控制工件切除率W恒定的時間控制磨削方法簡單實用，不需要控制裝置(9)做復雜的數(shù)字積分運算，磨削時間固定，但需要配備可調(diào)速的電機(6)，如伺服電機。該方法實際上是時間控制磨削方法的一個特例。
磨削力Fy的調(diào)節(jié)可由電液比例壓力閥或電液伺服閥調(diào)節(jié)。
這里介紹一下液壓系統(tǒng)(10)的原理及結(jié)構(gòu)。如圖4所示，T1為二位四通電磁閥，T2為二位三通電磁閥，Q1和Q2為節(jié)流閥，U1和U2為減壓閥，PH為壓力油，P為進入液壓缸(11)的壓力油。粗磨時，T1和T2失電，壓力油經(jīng)U2、Q2、T2、T1進入液壓缸(11)，推動活塞前進;精磨時，T1失電，T2得電，壓力油經(jīng)U1、Q1、T2、T1進入液壓缸(11)，推動活塞前進，快退時，T1和T2得電，壓力油經(jīng)U1、Q1、T2、T1進入液壓缸(11)，推動活塞后退。
裝置B實際上與裝置A的原理相同，只是進給裝置是采用了電機(12)、進給箱(13)，而對于磨削力Fy的測量是采用測力頂尖(14)和測力計(15)，如圖3所示。裝置B也可以運用時間控制磨削方法以及保持工件切除率W恒定的時間控制磨削方法完成自動磨削過程。
首先在加工前也要測量加工工件(1)的具體尺寸，將測量的尺寸輸入控制裝置(9)，由控制裝置(9)根據(jù)該工件的最后尺寸計算出工件切除量V1，或是操作者直接將工件切除量V1輸入控制裝置(9)，再將工件(1)裝上磨床開始磨削，這時，轉(zhuǎn)速計(7)、伏特表(8)、測力頂尖(14)、測力計(15)和控制裝置(9)同時開始工作，其中測力計(15)通過測力頂尖(14)直接測定磨削力Fy，轉(zhuǎn)速計(7)和伏特表(8)所測定的電機(6)的轉(zhuǎn)速和瞬時功率可分別由控制裝置(9)通過數(shù)學計算求出磨削速度K和磨削功率Pm，而進給箱(13)可將電機(12)的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)變?yōu)橹本€運動，電機(12)控制砂輪的徑向進給或倒退，當裝置B采用控制力磨削時，電機(12)采用步進電機，由控制裝置(9)進行控制。根據(jù)所測定或計算求出的Fy、K、Pm等參量，可以根據(jù)計算式(C)求出瞬時工件切除率W。
當裝置B是采用時間控制磨削方法時，控制裝置(9)對W按計算式(D)做數(shù)學積分運算，計算出工件切除量V，當V達到了預先輸入控制裝置(9)中的預定工件切除量V1時，控制裝置(9)向電機(12)發(fā)出控制指令，使砂輪(2)退出磨削。
當裝置B是采用了保持工件切除率W恒定的時間控制磨削方法時，則將按計算式(C)求出的工件切除率W與預先輸入在控制裝置(9)中的預定工件切除率W1相比較，若二者有差值，則控制裝置(9)向電機(12)或電機(6)發(fā)出修正指令，以改變磨削力Fy或磨削速度K，如當W＜W1時，就控制電機(12)或電機(6)增大轉(zhuǎn)速，當W＞W(wǎng)1時，就控制電機(12)或電機(6)減小轉(zhuǎn)速，進而使W調(diào)節(jié)到與W1一致。調(diào)節(jié)電機(12)的轉(zhuǎn)速是用來調(diào)節(jié)磨削力Fy，調(diào)節(jié)電機(6)的轉(zhuǎn)速是用來調(diào)節(jié)磨削速度K。當裝置B采用控制力磨削時，電機(12)可采用步進電機，由控制裝置(9)進行控制，電機(6)采用伺服電機，通過改變磨削速度K來控制W。由于工件切除量V＝W×t，其中t為磨削時間，即可求出工件切除量V，當V達到預定切除量V1時，控制裝置(9)向電機(12)發(fā)出指令，使砂輪(2)退出磨削。
綜上所述，本發(fā)明所提供的時間控制磨削方法和保持工件切除率W恒定的時間控制磨削方法，均可由裝置A或裝置B實施，在實施磨削過程中，磨削力Fy可以是變化的，也可以通過控制裝置(9)控制電機(12)的轉(zhuǎn)速使Fy保持恒定，或者由進給裝置(4)來維持恒定的磨削力Fy，亦即不一定采用控制力磨削。本發(fā)明適用帶砂輪的普通磨床。電機(6)和電機(12)如有調(diào)整要求則采用伺服電機和步進電機。
本發(fā)明對于單件、小批量磨削來說，由于簡化了機床調(diào)整和免去了試切第一個工件所需要的時間，可以大大提高生產(chǎn)率，如采用控制力磨削，則可以保證工件的表面質(zhì)量并減小功率消耗，本發(fā)明對于單件、小批量的生產(chǎn)可以實現(xiàn)自動化，本發(fā)明用于改裝普通磨床而實現(xiàn)時間控制磨削，不需要對機床結(jié)構(gòu)進行大的變動就可實現(xiàn)。本發(fā)明提供的磨削控制方法可以和其它磨削方法結(jié)合使用，以保證加工精度。本發(fā)明所述的磨削控制方法，加工精度與磨削余量的多少成正比，減少磨削余量不僅可以提高生產(chǎn)率，而且可以提高加工精度，因此提高磨削前加工的精度有重要意義。本發(fā)明對于粗磨、精磨、光滑均可適用。本發(fā)明可以免去磨削時的人工調(diào)整，至多也只要限制一下砂輪的軸向移動距離，加工過程可自動完成。本發(fā)明可以使現(xiàn)有的普通磨床稍加改進即可實現(xiàn)自動控制磨削，對工件切除量進行有效的控制，從而既保證了工件表面磨削加工質(zhì)量和精度，又使整個控制裝置大大簡化，并極大地簡化了磨床的調(diào)整，便于采用機、電一體化或機、電、液(氣)一體化技術實現(xiàn)磨削加工的自動化。
下面以實例說明一下例1粗磨一鑄鐵軸類工件的外圓，長300mm，考慮到磨削前工件的實際尺寸有一定的公差，因此先測出工件的實際尺寸，計算出工件切除量V。實際測得工件尺寸為φ60.203mm，要求達到60-0.046°的精度，表面粗糙度Ra值2.5μm，實際工件切除量V＝12800mm3，磨削力Fy調(diào)定為3.92N，CF＝490kgf/mm3，μ＝0.20，工件轉(zhuǎn)速n＝110r/min，工作臺往復次數(shù)100次/min，磨削功率Pm由實際測出，磨削速度K由控制裝置(9)自動控制，并控制工件切除率W＝1050mm3/S，磨削時間t＝12.2S。這里是由裝置A采用保持工件切除率W恒定的時間控制磨削方法完成的。
另外說明一下，利用公式(3)和公式(4)，經(jīng)數(shù)學變換后可以求出以下關系式
W =1000 × F y × k9.81 × CF× ( π / 2 ) × t g α]]>利用該關系式，可以取代計算式(C)，實現(xiàn)本發(fā)明所提供的時間控制磨削方法及裝置，所體現(xiàn)的裝置A或裝置B，以及整個控制方法的步驟和流程是完全相似的，不再詳述。
權(quán)利要求
1.一種時間控制磨削方法，其特征在于包含以下步驟(1)加工前先測量加工工件(1)的具體尺寸；(2)將工件(1)的具體尺寸輸入控制裝置(9)，由控制裝置(9)根據(jù)工件(1)的最后尺寸計算出工件切除量V1，或者將根據(jù)工件(1)的具體尺寸和最后尺寸計算出的工件切除量V1直接輸入控制裝置(9)；(3)將工件(1)安裝上磨床；(4)開始磨削；(5)各測量儀同時開始工作，分別測定或推算出磨削力Fy、磨削功率Pm、磨削速度K并輸入控制裝置(9)，控制裝置(9)再結(jié)合預先輸入在其中的工件(1)與砂輪(2)之間的磨擦系數(shù)μ、切除單位體積的切屑所需的能量CF，計算出瞬時工件切除率W，計算公式為W =1000 × (1000 × PW- μ × F y × k )9.81 × CF]]>(6)控制裝置(9)對W進行數(shù)字積分運算，計算出工件切除量V，計算公式為V=∫W×dt當工件切除量V達到預定值V1時，控制裝置(9)向進給裝置(4)發(fā)出指令，使砂輪(2)退出磨削。
2.一種保持工件切除率W恒定的時間控制磨削方法，其特征在于包含以下步驟(1)加工前先測量加工工件(1)的具體尺寸;(2)將工件(1)的具體尺寸輸入控制裝置(9)，由控制裝置(9)根據(jù)工件(1)的最后尺寸計算出工件切除量V1，或者將根據(jù)工件(1)的具體尺寸和最后尺寸計算出的工件切除量V1直接輸入控制裝置(9)，同時又向控制裝置(9)輸入一個預定的工件切除率W1;(3)將工件(1)安裝上磨床;(4)開始磨削;(5)各測量儀器同時開始工作，測出或推算出磨削力Fy、磨削功率Pm、磨削速度K并輸入控制裝置(9)，控制裝置(9)再結(jié)合早以輸入在其中的工件(1)與砂輪(2)之間的磨擦系數(shù)μ、切除單位體積的切屑所需的能量CF等參量，計算出瞬時工件切除率W，并與預定的W1相比較，若二者有差值則由控制裝置(9)向進給裝置(4)或電機(6)發(fā)出指令，以改變磨削力Fy或磨削速度K，使瞬時工件切除率W被調(diào)節(jié)到與預定的工件切除率W1一致，計算瞬時工件切除率W的公式如下W =1000 × (1000 × PW- μ × F y × k )9.81 × CF]]>(6)經(jīng)過一定時間t的磨削，工件切除量V＝W×t，當V達到預定值V1時，亦即t＝V1/W1時，控制裝置(9)向進給裝置(4)發(fā)出指令，砂輪(2)退出磨削。
3.一種專為權(quán)利要求1或2所述方法而設計的磨削控制裝置，其特征在于它是由主軸變速驅(qū)動裝置(3)、進給裝置(4)、壓力測量裝置(5)、電機(6)、轉(zhuǎn)速計(7)、伏特表(8)、控制裝置(9)構(gòu)成，其中控制裝置(9)分別與進給裝置(4)、壓力測量裝置(5)、電機(6)、轉(zhuǎn)速計(7)、伏特表(8)相聯(lián)，進給裝置(4)分別與主軸變速驅(qū)動裝置(3)、壓力測量裝置(5)相聯(lián)，電機(6)分別與主軸變速驅(qū)動裝置(3)、轉(zhuǎn)速計(7)、伏特表(8)相聯(lián)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的磨削控制裝置，其特征在于控制裝置(9)可以是一臺計算機。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的磨削控制裝置，其特征在于進給裝置(4)可以由液壓系統(tǒng)(10)加上液壓缸(11)構(gòu)成，壓力測量裝置可以采用壓力表(16)。
6.一種專為權(quán)利要求1或2所述方法而設計的磨削控制裝置，其特征在于它是由主軸變速驅(qū)動裝置(3)、電機(6)、轉(zhuǎn)速計(7)、伏特表(8)、控制裝置(9)、電機(12)、進給箱(13)、測力頂尖(14)、測力計(15)構(gòu)成，其中控制裝置(9)分別與電機(6)、轉(zhuǎn)速計(7)、伏特表(8)、電機(12)和測力計(15)相聯(lián)，進給箱(13)分別與主軸變速驅(qū)動裝置(3)、電機(12)相聯(lián)，電機(6)分別與轉(zhuǎn)速計(7)、伏特表(8)相聯(lián)，用于測量磨削力Fy的測力計(15)與兩個在工件(1)兩側(cè)的測力頂尖(14)相聯(lián)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種時間控制磨削方法及裝置，利用普通磨床，加上測量儀器和控制裝置，即可實現(xiàn)整個磨削過程的自動控制，其控制原理是利用工件切除率與徑向磨削力、切削速度及磨削功率之間的關系式，對工件切除率進行實時、有效地測算或控制，從而能夠通過時間控制對工件切除量進行有效地控制，以限制加工工件的最后尺寸。本發(fā)明既能保證工件的表面磨削加工質(zhì)量，又使得整個控制裝置大大簡化，減小功率消耗，大大提高了生產(chǎn)率。本發(fā)明用于改裝普通磨床，無需對機床結(jié)構(gòu)進行大的變動，改裝成本低。本發(fā)明實用價值高，便于推廣應用。
文檔編號B24B49/00GK1092008SQ9311061
公開日1994年9月14日 申請日期1993年3月12日 優(yōu)先權(quán)日1993年3月12日
發(fā)明者胡強 申請人:胡強