专利名称：砂轮端面磨削垂直面的平面磨床的制作方法
金属切削加工中广泛使用的卧式主轴普通平面磨床所加工的零件中，常有相邻两平面的垂直精度要求。已有技术对这类零件，必须配备夹具，将零件垂直面转换成水平位置，再进行磨削加工。被加工零件上相邻两平面，不能一次吸附(装夹)加工完毕，而必须分为两工序和配备夹具;其加工精度也受到了夹具精度和刚度的影响。同时，增加了夹具制造和管理的工作量。
机械磨削按被加工表面轮廓来划分，主要有两类一是磨平面，一是磨园。如果把平面磨床和外园磨床磨削过程加以比较，它们相同的特点是1.被加工零件的往复运动方向与砂轮工作母线(磨削母线)之间，至少有一个方向上的投影是平行的。2.砂轮工作母线与砂轮端面上任一点的回转轨迹平面相垂直。俗称端面与轴线相垂直。
但是，它们的加工能力在精度和方式上存在明显差异。被加工零件上，经过母线加工的表面与经过端面加工的表面之间比较在外园磨床上加工，两表面垂直;在平面磨床上加工，两表面不垂直。这一现象对比前述的这两个相同特点，使我们得出下列推论平面磨床砂轮端面的加工能力，没有得到开发。直到1988年秋季，杭州机床厂磨床鉴定会，也没有提到该项性能开发的可能性。这一事实，证明我们的推论未被专业技术人员注意。不仅如此，在有关精度标准和产品性能标准中，一定缺少该项目的要求;只有这样，不具备端面能力的磨床，才能顺利通过鉴定，符合已有标准。
本发明的目的之一，就是要开发普通平面磨床的砂轮端面磨削加工能力，并且补充修改关于平面磨床产品精度标准的有关项目，填补精度标准方面的一项空白。进而导至设计和工艺方面的相应转变，制造出性能更完善的先进水平的平面磨床。
本发明的目的之二，是要使产品用户对于被加工零件上有垂直要求的相邻平面磨削工艺进行简化，取消夹具，降低成本。
本发明实现的方法，需要用磨削加工过程中的运动关系，位置关系和精度结构的构成及原理来说明。
普通平面磨床的工作台是自磨的，见附
图1。工作台(包括磁盘)(1)纵向往复运动;砂轮(2)旋转;靠砂轮工作母线将工作台面的一条磨平。然后砂轮主轴(3)沿着与它平行的导轨间歇运动，每次运动的距离即进给量小于砂轮工作母线长度(砂轮边沿厚度)。使带状磨削平面渐渐加宽，达到磨削大平面的目的。这一过程中，主轴(3)轴线与轴线方向进给运动的平行度，决定被加工的平面度即进给接刀处的接痕。砂轮端面与外园，都是在主轴回转过程中修整的，所以端面与母线垂直。由此看来，利用这一垂直度磨削垂直面似乎没有问题。
但是，我们在俯视图上发现了图2的情况，这一现象将使端面垂直精度受到损失。由于工作台(1)往复运动对砂轮主轴(3)轴线，在俯视图上的投影不垂直，这使得砂轮端面在A向上的投影不是直线而是椭园。而A向正是工作台(1)往复运动的方向。工作台(1)的运动对于砂轮端面来说，就不平行了，俯视图上D点切削过的部分，E点就够不到了。而E点切削过的部分，D点还有再切削的余量。这种现象俗称带刀。这就是说D点那一侧的加工轮廓是磨削的最后轮廓。
图2-A向-B区即工作段轮廓。而C区段在最后根本没有参于磨削，这正是平面磨床端磨时，产生砂轮单侧吃刀的直接原因。这一现象曾引起过专家们的注意，但是其原因却没有受到重视。
在装配工艺方面，首先顾及到立柱(4)的底部与床身(5)的结合部外观。这就使立柱(4)导轨大面与床身导轨之间在俯视图上的投影，垂直度失去保证，使一项关键精度受到外观要求的干涉。在分析精度结构时，又着重强调图1和自磨工作台，强调砂轮端面与外园的修正方式，在理论和实践上都是可靠的和精确的;由此忽略了在工作状态下，由于主轴轴线在俯视图上的位置发生偏斜，必然加工出椭园轮廓这一事实。并且，加工出椭园轮廓只与刀具回转轴线对走刀方向的夹角有关，而与刀具回转平面对回转轴线的垂直度(端面对轴线的垂直度)无关。
平面磨床卧式主轴轴线在俯视图上对工作台运动不垂直，使砂轮端面所加工出的表面，成为椭园面的一部分。对其进行上下方向的测量，符合椭园轨迹规律。图3的M、N两点是垂直度检测点，它们之间的比较使计量人员认为被测值反应了“平面”位置不垂直，而没有注意被测面的“轮廓”。当我们加测K点之后，得出的比较结果是MK的差比NK的差小了许多。如果被测面是平面，相邻两点(近似等距离)测值差应呈线性变化，这一分析与实测不一致;这说明被测表面不是平面，而是曲面。当调整主轴轴线在俯视图上的投影位置(即轴线在水平面内的投影位置)之后，M、N、K三点的差值就发生变化。这种测量方法，是测量被加工件然后推及设备精度。反之，也可以由设备精度推及被加工零件。
从工艺方面讨论实际修整环节，有磨头的升降支架，立柱位置，床身导轨这三方面精度与前述的精度分析有关。具体确定修整位置应由工艺人员依据工艺上的方便程度而定，均可收到同样效果。其中以调整立柱最简捷;如果处理得好，可以在放宽单件局部精度的情况下，不影响总体精度寿命，可算是一举多得。
由于设计方面没有该项精度要求，精度标准也没有该项目，所以工艺方面也就没有必要去改变已有的“现实”;端磨性能未被开发也就是自然而然了。因此，核心问题是技术要求与精度标准的补充。
本发明在设计技术要求和精度标准中所补充的内容是“工作台在水平面内的运动对主轴轴线垂直度允差……”，并且由此导致工艺改变和产品性能的扩展。
本发明所增补的精度要求，其实现测量的方法图4。
第一步工作台(1)带平尺(2)往复运动，校对平尺(2)至平行于运动方向。
第二步旋转主轴(4)使量表(3)在轴线两侧摆动，测量平尺(2)的工作面，得出两点测量结果。
第三步比较两个被测点的数值差。小于0.05/300，即能满足一般垂直度要求。
对于有垂直精度要求的零件，进行磨削加工中，应用本发明的平面磨床，可明显减少工序、工步，减少夹具的制造和管理工作量，有效的节省工时，降低成本。而实施本发明，即不增加原产品的零件数量，也不必更改原有结构设计，因而成本低廉，实施方便。
本发明虽然没有改变已有技术的产品结构设计，但是对已有技术中平面磨床精度结构和运动关系进行了周密分析，在精度要求和设计标准方面进行了创新。这一创新牵动了加工工艺和装配工艺的变化，使产品性能有了新的扩展。平面磨床行业几十年来“端磨不垂直”的难点，由本发明在基础理论上的论证，得到了解释，并且得以解决。对平面磨床精度结构理论做了有益的补充修正。
多年来，我国平面磨床因为缺少端磨性能，和端磨精度低，而成为弱项目;那么，通过实施本发明，在理论和实践上都发展了一步，并且填补了我国平面磨床行业的精度标准空白。
我国现有平面磨床技术，与国际先进水平相比，如果仅仅是精度极限和精度寿命的差异，而没有性能项目和精度项目方面的欠缺;那么，实施本发明，能使我国平面磨床性能和精度标准跃踞世界前列。
本发明是在产品生产技术、产品性能、技术理论，及精度标准等四个方面的创新和进步。
权利要求
1.一种卧式主轴的普通平面磨床。其工作台(1)的工作面与主轴(3)的轴线相平行，而工作台(1)往复运动的方向与主轴(3)的轴线相垂直，砂轮和主轴靠磨头架(6)的水平导轨实现水平进给，同时靠它的垂直导轨在立柱(4)上的运动实现升降进给。本发明的特征在于制造工艺方法是除立柱底座的定位销之外，其他各零部件都按设计要求装配完毕。然后，松开立柱底面的紧固螺钉，绕着与立柱(4)的导轨平行的理论轴线适当转动立柱，以此方法调整砂轮主轴(3)的轴线使之对工作台(1)的往复运动方向相垂直至符合技术文件要求，然后，紧固螺钉，再配作定位销，立柱(4)完成最后固定。
2.根据权利一所述的平面磨床，其特征在于其制造工艺方法是当立柱(4)底面固定螺钉的通孔间隙不能满足调整量的需要时，可以对磨头架(6)的导轨进行切削修整，使该零件的垂直导轨和水平导轨两者在水平面内的投影的平行度改变，以此方法来保证砂轮主轴(3)的轴线对工作台(1)的运动方向之间的垂直度满足设计要求。
3.根据权利一所述的平面磨床，其特征在于其制造工艺方法是床身上的固定立柱(4)的镙纹孔，必须按照“保证砂轮主轴轴线对工作台面运动方向垂直度允差”的技术要求，划线、配作、进行加工。
4.权利一所述的平面磨床，其特征在于其制造方法是当立柱及其以上各部件装配完毕后，仍不能保证砂轮主轴轴线对工作台运动方向的垂直度要求时，可以用修正床身导轨的方法补尝上述精度。
5.根据权利一所述平面磨床，其特征在于其制造工艺方法是当全机装配完毕后，或者是已经在用户生产线上的该产品，直接用砂轮端面靠磨零件垂直面，精度超差，除本发明上述的方法以外，也可以将立柱(4)底面上的通孔适视度当扩大，重新调整砂轮主轴轴线对工作台运动方向的垂直度，紧固螺钉，至试磨零件精度合格，再配作立柱上的定位销。
6.根据权利一所述的平面磨床，其特征在于其设计制造方法是在设计、制定的技术文件中，技术要求明确规定“主轴轴线对工作台运动方向的垂直度允差值”，并且在工艺技术文件中明确规定保证实现上述技术要求的具体工艺方法，同时将该项技术要求标准列入产品技术标准。
全文摘要
本发明是金属切削加工用的卧式主轴普通平面磨床。它可以直接用砂轮端面靠磨被加工零件的垂直面，不必借助夹具就能保证精度，为普通平面磨床开发出一项新的加工性能。
文档编号B24B7/02GK1047997SQ89104068
公开日1990年12月26日 申请日期1989年6月16日 优先权日1989年6月16日
发明者徐长宝, 王振成 申请人:徐长宝, 王振成