专利名称：两端面面积不等环状零件的高精度双面磨削方法及磨床的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种双端面零件的加工方法和加工设备，具体涉及一种对轴承环、摩擦片、阀片及垫圈等两端面面积不等的环状金属零件进行高精度双面磨削加工的方法及磨床。
背景技术：
如图1-2所示的双端面环状金属零件，被广泛应用于汽车、拖拉机、内燃机等行业的各种机械机构，如汽车变速箱、发动机中的垫片、内燃机中的活塞环等。这类零件为圆盘形或环形，特点是材质一般为20Cr或20#钢，零件厚度为5-10mm，圆盘形或环形件的外径尺寸在50-80mm之间，环形件的孔为圆孔或矩齿及花键齿，其端面特征为两端面表面积不等， 大端为整面或开有不同形状和数量的储油槽，小端面一般有斜台，需要车削加工成型。此类零件在功能上一般起到定位或调整作用，因而对厚度和尺寸精度的要求高，尤其是对端面平面度、平行度、粗糙度要求极高；产品使用功能和材料选用决定了零件需经碳氮共渗淬火处理，热处理后的工序应保持硬度层的均勻性，热处理的技术要求为碳氮共渗，有效硬化层深(HV1550)0. 3-0. 5，表面硬度 HVlO 彡 650。精磨削工序一般作为此类零件生产的最后工序，常见的磨削方法有1.采用卧轴双端面磨床磨削。此方法磨削厚度到设计要求尺寸时，常会出现零件的大端面未能全部磨出，平面度达不到要求，两端面磨削的余量不等，硬度层的均勻性保证不了。2.采用杭州机床厂型号为M7160X16/HZ的卧轴矩台平面磨床(下文均简称为 M7160平面磨床)磨削。此方法需反复翻面磨削，平面度仅能达到0.04mm，尚需钳工进行手工校正才能达到0. 03mm的要求，因而效率极低，每8小时一班仅能磨削200余件。3.采用立轴圆台平面磨床与M7160平面磨床配合磨削。此方法先用立轴圆台平面磨床对零件两个端面分别进行粗磨，每面预留0. 04的精磨量，再用M7160平面磨床对零件两个端面分别进行精磨(仍需钳工校正平面度)，每8小时一班可磨削400余件。
发明内容
本发明要解决的技术问题是针对两端面面积不等环状零件在厚度、粗糙度、平面度、平行度等方面的高精度要求，以及采用常用磨削方法难以满足要求、加工效率低下的现状，提出一种两端面面积不等环状零件的高精度双面磨削方法及磨床，可完全达到或超过产品厚度、粗糙度、平面度、平行度等要求，同时极大地提高生产效率，能够广泛应用于汽车、拖拉机、内燃机等此类零配件的生产。本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案为两端面积不等环状零件的高精度双面磨削方法，其特征在于它包括如下步骤1)设备准备采用卧轴双端面磨床；2)设备改造在卧轴双端面磨床辅助磨削系统的控制电路中添加一个电机转速调频器，使卧轴双端面磨床的辅助磨削系统的辅助砂轮转速能够根据需要进行无极调速；3)导轨选择根据环状零件毛坯件的厚度，选择上、下专用的导轨，所选导轨的厚度小于环状零件毛坯件厚度约1 2. 5mm ；4)导轨装调调整上、下导轨，使其工作面对称中心约高于辅助砂轮中心1mm，同时调整上、下导轨工作面间垂直距离使其大于环状零件毛坯件外径约2mm ；5)开启磨床冷却系统开启卧轴双端面磨床的冷却系统，需保证流量适中；6)启动基准砂轮及辅助砂轮设定基准砂轮及辅助砂轮的转速均为760r/min，并启动；7)修整基准砂轮和辅助砂轮同时修整基准砂轮和辅助砂轮若干次，直到砂轮湍面修平为止；8)关闭冷却系统关闭卧轴双端面磨床的冷却系统；9)调整基准砂轮工作面与进口导板端面的位置调整基准砂轮的工作面，使其与进口导板端面的距离为0. 03 0. 06mm ；10)调整辅助砂轮与基准砂轮的夹角当主要控制环状零件毛坯件的厚度公差和 /或粗糙度时，调整辅助砂轮使其与基准砂轮的夹角调整为环状零件毛坯件进口大、出口小，差值为工件磨削量的2/3 ；当主要控制环状零件毛坯件的平面度和/或平行度时，调整辅助砂轮使其与基准砂轮的夹角调整为环状零件毛坯件进口小、出口大，差值为0. 05；11)调整基准和辅助砂轮的进、出口间隙根据环状零件毛坯件的厚度来调整辅助砂轮，使小端处进、出口间隙为环状零件毛坯件的厚度；12)开启磨床冷却系统开启卧轴双端面磨床的冷却系统至最大；13)计算变频数根据两端面面积不等环状零件的两端面积比，计算辅助磨削系统的变频数，经试用，不理想则作适当调整；每种零件调试好后作记录，以便调用；14)根据变频数调整辅助砂轮转速开启电机转速调频器，根据步骤1 计算所得的变频数，调整卧轴双端面磨床的辅助磨削系统的辅助砂轮转速；15)开启基准磨削系统和辅助磨削系统同时启动基准磨削系统和辅助磨削系统；16)设定送料速度速度为2 9m/min ；设定原则环状零件毛坯件外径大，则速度低；环状零件毛坯件外形为齿形，则较圆形慢；毛坯件硬度高，则速度低；每种零件调试好后作记录，以便调用；17)码放环状零件毛坯件将环状零件毛坯件整齐地码放在卧轴双端面磨床的自动送料器上，环状零件毛坯件的大端面必须位于基准砂轮一侧；18)开动送料系统开动卧轴双端面磨床的自动送料器，使环状零件毛坯件按步骤16)设定的送料速度送进、下落并沿上、下导轨勻速向前推进；19)双端面磨削环状零件毛坯件环状零件毛坯件顺序进入并穿过卧轴双端面磨床的基准磨削系统和辅助磨削系统进行双端面磨削；20)磨削出口处收集环状零件毛坯件在卧轴双端面磨床的磨削出口处集中收集经过磨削的环状零件毛坯件；21)重复磨削直至结束半精磨将磨削出口处收集的环状零件毛坯件再返回自动送料器，重复以上17)、18)、19)、20)步骤，直至环状零件毛坯件厚度大于设计最大厚度0. 01-0. 02mm时，得到符合要求的半精磨环状零件，结束半精磨过程；对于环状零件毛坯件的批量半精磨磨削，需随时检查环状零件毛坯件的厚度，根据厚度变化情况随时调整进刀量，使磨削过相同次数的环状零件毛坯件的厚度基本一致；22)最后一次精磨按照上述步骤7)开始，对半精磨环状零件进行另一轮循环操作；对半精磨环状零件的精磨磨削，需随时检测半精磨环状零件的厚度，根据厚度变化情况随时调整进刀量，使半精磨环状零件的厚度控制在设计厚度公差中线附近，最终得到符合要求的精磨环状零件。按上述技术方案，步骤7)中所述修整基准砂轮和辅助砂轮的方法为按左右砂轮修整按钮启动砂轮修整系统，使修整臂摆动修整砂轮，每修整一次后，旋转左右砂轮进给手轮，进给量0. 002 0. 02mm/次、且按照粗修大、精修小的原则设定进给量，摆动修整多次， 直到砂轮端面修平为止；禁止将砂轮中部修凹。按上述技术方案，步骤10)中所述调整辅助砂轮与基准砂轮的夹角的方法为水平方向基准砂轮不须调整角度，辅助砂轮则须搬一角度，先将三只固紧螺栓稍微放松，待调整到要求后，再拧紧三只固紧螺栓。按上述技术方案，步骤1 中所述计算变频数的方法为基频/辅理频=F±/F/>; 辅实频=K*辅理频；其中，环状毛坯件的大端面面积，单位mm2 —环状毛坯件的小端面面积， 单位mm2 ；基频一基准砂轮用电机用电频率，单位Hz ；辅理频一辅助砂轮用电机用电理论频率，单位Hz ；辅实频一辅助砂轮用电机用电实用频率，单位Hz ；K 一系数1. 5 2. 5。按上述技术方案，步骤14)中所述根据变频数调整辅助砂轮转速的方法为根据计算的变频数，调整变频器，辅助磨削系统用电机、辅助砂轮的转速随之改变电机转速为 基频/辅频=Na^/Niw，砂辅转速为Nm/Not= Ns/Ntt ；其中，基频一基准磨削系统用电机用电频率，单位Hz ；辅频一辅助磨削系统用电机用电频率，单位Hz ；Na^—基准磨削系统用电机转速，单位r/min ；Niw—辅助磨削系统用电机转速，单位r/min —基准砂轮转速，单位r/min ；Nif—辅助砂辅转速，单位r/min。按上述技术方案，步骤14)中计算的变频数为40，则将变频器调到相应的位置，电机转速为基频/辅频=N基电/N辅电，50/40 = 1740/N辅电，Niw= 1392 ；砂辅转速为N基电/N 辅电=N基/N辅，1740/1392 = 760/N辅，N 辅=608。按上述技术方案，步骤16)中所述设定送料速度的设定方法为按前述原则旋转送料速度旋扭到设定的位置，并试运行，若合适则定下来，不理想就再调整，直至正常、顺利磨削为止。按上述技术方案，步骤21)和22)中所述根据厚度变化情况随时调整进刀的方法为用手转动基准磨削系统或辅助磨削系统进给机构的大手轮或小手轮，对砂轮磨损进行补偿。高精度卧轴双端面磨床，可用于加工两端面面积不等环状零件，主要包括基准磨削系统、辅助磨削系统、液压控制柜、基准砂轮、辅助砂轮、上导轨、下导轨、冷却系统、自动送料器、磨削出口 ；其特征在于它还包括电机转速调频器，所述电机转速调频器设置在卧轴双端面磨床辅助磨削系统的控制电路中，并能使辅助磨削系统的辅助砂轮转速根据变频数进行无极调速。
按上述技术方案，所述的变频数由两端面面积不等环状零件的两端面积比确定， 具体的变频数计算方法为基频/辅理频=F±/F +，辅实频=K*辅理频；其中，—环状毛坯件大端面面积，单位mm2 —环状毛坯件小端面面积，单位mm2 ；基频一基准砂轮用电机用电频率，单位Hz ；辅理频一辅助砂轮用电机用电理论频率，单位Hz ；辅实频一辅助砂轮用电机用电实用频率，单位Hz ；K 一系数1. 5 2. 5。按上述技术方案，所述的辅助砂轮转速根据变频数调整和确定，具体为根据计算的变频数调整变频器，辅助磨削系统用电机、辅助砂轮的转速随之改变电机转速为基频 /辅频= / ，砂辅转速为；其中，基频一基准磨削系统用电机用电频率，单位Hz ；辅频一辅助磨削系统用电机用电频率，单位Hz ；Na^—基准磨削系统用电机转速，单位r/min ；Niw—辅助磨削系统用电机转速，单位r/min —基准砂轮转速，单位r/min ；Nif—辅助砂辅转速，单位r/min。本发明的原理为根据磨床砂轮转速与磨削量成比例的规律，在磨床辅助磨削系统的电路上附加一变频器，将不同零件不同的两端面积比，换算为不同的磨量比，进而调整频率比和转速比，通过改变、控制辅助砂轮电路的频率，达到基准砂轮与辅助砂轮合适的转速比，最终实现稳定达到或超过产品的厚度、粗糙度、平面度、平行度等要求，并大幅度提高生产效率，为使用M7160平面磨床的观倍，有效降低生产成本，实现此类零件的大批量生产。本发明的有益效果是一般完成本工序，经3 4次循环磨削后，环状零件厚度尺寸可稳定控制在设计公差范围内，两端面磨削量均勻，硬度层层深符合设计要求，平面度可达到0. 02mm，平行度可达到0. 03mm，粗糙度可达到RaO. 4，取消了钳工手工校正工序。该方法具有设备改造投入少、成本低廉，安全可靠，操作方便、调整灵活的特点，磨削效率极高， 为用M7160平面磨床的观倍，班产稳定，质量好，适应批量生产的需求。
图1为两端面面积不等环状零件的示意图；图2为图1中沿A向的剖视图；图3为本发明的工艺流程图；图4为环状零件毛坯件的示意图；图5为图4中沿A向的剖视图；图6为本发明中卧轴双端面磨床的操作示意图(俯视图)；图7为图6中的A-A剖视图；图8为半精磨环状零件的示意图；图9为图8中沿A向的剖视图；图10为精磨环状零件的示意图；图11为图10中沿A向的剖视图；图中1-两端面面积不等环状零件，2-环状零件毛坯件，3-卧轴双端面磨床，4-基准磨削系统，5-辅助磨削系统，6-液压控制柜，7-电机转速调频器，8-基准砂轮，9-辅助砂轮，10-上导轨，11-下导轨，12-冷却系统，13-自动送料器，14-磨削出口，15-半精磨环状零件，16-精磨环状零件
具体实施例方式为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。如图6-7所示的高精度卧轴双端面磨床3，可用于加工两端面面积不等环状零件 1，主要包括基准磨削系统4、辅助磨削系统5、液压控制柜6、基准砂轮8、辅助砂轮9、上导轨 10、下导轨11、冷却系统12、自动送料器13、磨削出口 14 ；其特征在于它还包括电机转速调频器7，所述电机转速调频器7设置在卧轴双端面磨床辅助磨削系统5的控制电路中，并能使辅助磨削系统的辅助砂轮9转速根据变频数进行无极调速。所述的变频数由两端面面积不等环状零件的两端面积比确定，具体的变频数计算方法为基频/辅理频=F±/F/>;辅实频=K*辅理频；其中，—环状毛坯件2的大端面面积，单位mm2 —环状毛坯件2的小端面面积，单位mm2 ；基频一基准砂轮用电机用电频率，单位Hz ；辅理频一辅助砂轮用电机用电理论频率，单位Hz ；辅实频一辅助砂轮用电机用电实用频率，单位Hz ；K 一系数1. 5 2. 5。所述的辅助砂轮转速根据变频数调整和确定，具体为根据计算的变频数调整变频器，辅助磨削系统用电机、辅助砂轮的转速随之改变电机转速为基频/辅频= / 电，砂辅转速为Nm/Not= Ns/Ntt ；其中，基频一基准磨削系统用电机用电频率，单位Hz ； 辅频一辅助磨削系统用电机用电频率，单位Hz ；Na^—基准磨削系统用电机转速，单位r/ min ；Niw—辅助磨削系统用电机转速，单位r/min —基准砂轮转速，单位r/min ；Nif—辅助砂辅转速，单位r/min。如图4-11所示，两端面面积不等环状零件的高精度双面磨削方法，包括22个步骤，各工步操作为1)设备准备。采用卧轴双端面磨床3，本实例型号为乳山市宏远机床制造有限公司M7675，可磨削工件直径为Φ 55 Φ MOmm (本实例为Φ 71. 9mm)，可加工工件厚度为2 90mm(本实例为6. 35mm)；磨头主轴转速为760r/min ；磨头移动行程为180mm，砂轮尺寸为 750*60*50mm(外径*宽度*内径)；磨头磨削最大/最小进给量为0. 02mm/0. 002mm ；磨头修整最大、最小进给量为0. 02mm、0. 002mm ；砂轮修整器摆动速度为0. 5 1. 5m/min (本实例为0. 8m/min)，送料速度为2 9m/min (本实例为1. 7m/min)。2)设备改造。在卧轴双端面磨床3辅助磨削系统5的电路中添加一个电机转速调频器7，使卧轴双端面磨床3辅助磨削系统5之辅助砂轮9的转速可以根据需要进行无极调速。本实例所添加的电机转速调频器型号海利普HLPA003043B。3)导轨选择。根据环状零件毛坯件2的厚度，选择上、下专用的导轨10和11，所选导轨10和11的厚度小于环状零件毛坯件2厚度约Imm 2. 5mm (本实例所选导轨10和 11的厚度为4mm)。4)导轨装调。调整上、下导轨10和11，使其工作面对称中心约高于辅助砂轮9中心1mm，调整上、下导轨10、11工作面间垂直距离大于环状零件毛坯件2外径约2mm(本实例所选上、下导轨10、11工作面间垂直距离为73. 8mm)。5)开启磨床冷却系统。开启卧轴双端面磨床3的冷却系统12，注意保证流量适中， 即手柄到中位。
6)启动基准砂轮及辅助砂轮。设定基准砂轮8及辅助砂轮9均为基准转速(磨头主轴转速760r/min)，并开启。7)修整基准砂轮和辅助砂轮端面。启动左右修整砂轮系统，使修整臂摆动修整砂轮，每修整一次后，旋转左右砂轮进给手轮进刀(粗修时进0. 02mm/次，逐步减小，精修时进 0. OOW次)，多次修整，直到砂轮端面修平为止.8)关闭冷却系统。关闭卧轴双端面磨床3的冷却系统12。9)调整基准砂轮工作面与进口导板端面的位置。调整基准砂轮8的工作面，使其与进口导板端面的距离为0. 05mm。10)调整辅助砂轮与基准砂轮的夹角。调整辅助砂轮9，本实例主要控制环状零件毛坯件2的厚度公差及粗糙度，其与基准砂轮的夹角调整为环状零件毛坯件2进口大、出口小，其差值为0. 14mm(环状零件毛坯件2的磨量为0. 2mm).11)调整基准砂轮、辅助砂轮进、出口间隙。根据环状零件毛坯件2的厚度来调整辅助砂轮9，使出口处间隙为6. 55mm 6. 56mm(环状零件毛坯件2的厚度为6. 55).12)开启磨床冷却系统。开启卧轴双端面磨床3的冷却系统12，手柄至最大位。13)计算变频数。根据两端面面积不等环状零件1两端面积比，计算辅助磨削系统5的变频数。(本实例的计算步骤1803. 94/1013. 25 = 50/辅理频，辅理频= 1013. 25X50 + 18. 3. 94 = 28. 08，辅实频=K* 辅理频=1. 5X28. 08 = 42. 12，取辅实频= 42)14)根据变频数调整辅助砂轮转速。调整并开启电机转速调频器7，根据步骤13) 计算所得的变频数，调整卧轴双端面磨床3辅助磨削系统5之辅助砂轮9的转速(本实例的调整步骤将调频器设定为42，开启辅助磨削系统5，则辅助砂轮用电机的转速为1740/N辅电=50/42 Nif4= 1740X42 + 50 = 1461. 6r/min。辅助砂轮转速为1740/1461. 6 = 760/N 辅砂.Nifftb= 1461. 6 X 760 +1740 = 638. 4r/min15)开启基准磨削系统和辅助磨削系统。同时启动基准磨削系统4和辅助磨削系统5。16)设定送料速度。本实例外形为圆形，是淬硬件，设定为9m/min，经实际使用，既能保证加工质量，也能满足每8小时班产5600件(实际磨削时间7小时左右)。17)码放环状零件毛坯件。将件环状零件毛坯件2整齐地码放放在卧轴双端面磨床3的自动送料器13上，注意环状零件毛坯件2的大端面必须位于基准砂轮4 一侧。18)开动送料系统。开动卧轴双端面磨床3的自动送料器13，使环状零件毛坯件 2按步骤16)设定的送料速度沿上、下导轨10、11勻速向前推进，19)双端面磨削环状零件毛坯件。环状零件毛坯件2同时进入并穿过卧轴双端面磨床3的基准磨削系统4和辅助磨削系统5进行双端面磨削。20)磨削出口处收集环状零件毛坯件。在卧轴双端面磨床3的磨削出口 14处集中收集经过磨削的环状零件毛坯件2。21)重复磨削直至结束半精磨。将磨削出口 14处收集的环状零件毛坯件2 (本实例中一次收集1000件左右)再返回自动送料器13，重复以上17)、18)、19)、20)步骤，直至环状零件毛坯件2厚度大于设计最大厚度0. 01-0. 02mm时，得到符合要求的半精磨环状零件15，结束半精磨过程。对于环状零件毛坯件2的批量半精磨磨削，需随时检查环状零件毛坯件2的厚度，根据厚度变化情况，随时调整进刀量，使磨削过相同次数的环状零件毛坯件 2的厚度基本一致。22)最后一次精磨。按照上述步骤7)开始，对半精磨环状零件15进行另一轮循环操作。对半精磨环状零件15的精磨磨削(只磨一次)，需随时检查半精磨环状零件15的厚度，根据厚度变化情况，随时调整进刀，使半精磨环状零件15的厚度控制在设计厚度公差中线附近(本实例中6. 35士0. Olmm)，最终得到符合要求的精磨环状零件16。采用上述方法和磨床，最后所生产出精磨环状零件16的精度要求达到图1-3 所示的两端面面积不等环状零件1的精度要求，其材质为20#钢，厚度为6. 35mm,设计要求零件厚度公差士0. 02mm，零件基准面平面度为0. 03mm，另一端面对基准面的平行度为0. 04mm,零件表面粗糙度为RaO. 8，热处理的技术要求为碳氮共渗，有效硬化层深 (HV1550)0. 3-0. 5，表面硬度 HVlO 彡 650。按照单次加工零件外径0. 0719m、周长0. 225m计算，整个加工过程粗精磨共3次总长度0. 675m ；按照8小时为一班时，每班实磨7小时，送料速度按9m/min，班总送进量 9X60X7 = 3780m ；每班所加工量为3780 + 0. 675 = 5600件、为M7160平而磨床班产的沘倍。以上所揭露的仅为本发明的较佳实施例而已，依本发明所作的等效变化，仍属本发明的保护范围。
权利要求
1.两端面积不等环状零件的高精度双面磨削方法，其特征在于它包括如下步骤1)设备准备采用卧轴双端面磨床；2)设备改造在卧轴双端面磨床辅助磨削系统的控制电路中添加一个电机转速调频器，使卧轴双端面磨床的辅助磨削系统的辅助砂轮转速能够根据需要进行无极调速；3)导轨选择根据环状零件毛坯件的厚度，选择上、下专用的导轨，所选导轨的厚度小于环状零件毛坯件厚度约1 2. 5mm ；4)导轨装调调整上、下导轨，使其工作面对称中心约高于辅助砂轮中心1mm，同时调整上、下导轨工作面间垂直距离使其大于环状零件毛坯件外径约2mm ；5)开启磨床冷却系统开启卧轴双端面磨床的冷却系统，需保证流量适中；6)启动基准砂轮及辅助砂轮设定基准砂轮及辅助砂轮的转速均为760r/min，并启动；7)修整基准砂轮和辅助砂轮同时修整基准砂轮和辅助砂轮若干次，直到砂轮湍面修平为止；8)关闭冷却系统关闭卧轴双端面磨床的冷却系统；9)调整基准砂轮工作面与进口导板端面的位置调整基准砂轮的工作面，使其与进口导板端面的距离为0. 03 0. 06mm ；10)调整辅助砂轮与基准砂轮的夹角当主要控制环状零件毛坯件的厚度公差和/或粗糙度时，调整辅助砂轮使其与基准砂轮的夹角调整为环状零件毛坯件进口大、出口小， 差值为工件磨削量的2/3 ；当主要控制环状零件毛坯件的平面度和/或平行度时，调整辅助砂轮使其与基准砂轮的夹角调整为环状零件毛坯件进口小、出口大，差值为0. 05；11)调整基准和辅助砂轮的进、出口间隙根据环状零件毛坯件的厚度来调整辅助砂轮，使小端处进、出口间隙为环状零件毛坯件的厚度；12)开启磨床冷却系统开启卧轴双端面磨床的冷却系统至最大；13)计算变频数根据两端面面积不等环状零件的两端面积比，计算辅助磨削系统的变频数，经试用，不理想则作适当调整；每种零件调试好后作记录，以便调用；14)根据变频数调整辅助砂轮转速开启电机转速调频器，根据步骤1 计算所得的变频数，调整卧轴双端面磨床的辅3助磨削系统的辅助砂轮转速；15)开启基准磨削系统和辅助磨削系统同时启动基准磨削系统和辅助磨削系统；16)设定送料速度速度为1.5 5m/min ；设定原则环状零件毛坯件外径大，则速度低；环状零件毛坯件外形为齿形，则较圆形慢；毛坯件硬度高，则速度低；每种零件调试好后作记录，以便调用；17)码放环状零件毛坯件将环状零件毛坯件整齐地码放在卧轴双端面磨床的自动送料器上，环状零件毛坯件的大端面必须位于基准砂轮一侧；18)开动送料系统开动卧轴双端面磨床的自动送料器，使环状零件毛坯件按步骤16) 设定的送料速度送进、下落并沿上、下导轨勻速向前推进；19)双端面磨削环状零件毛坯件环状零件毛坯件顺序进入并穿过卧轴双端面磨床的基准磨削系统和辅助磨削系统进行双端面磨削；20)磨削出口处收集环状零件毛坯件在卧轴双端面磨床的磨削出口处集中收集经过磨削的环状零件毛坯件；21)重复磨削直至结束半精磨将磨削出口处收集的环状零件毛坯件再返回自动送料器，重复以上17)、18)、19)、20)步骤，直至环状零件毛坯件厚度大于设计最大厚度0. 01 0. 02mm时，得到符合要求的半精磨环状零件，结束半精磨过程；对于环状零件毛坯件的批量半精磨磨削，需随时检查环状零件毛坯件的厚度，根据厚度变化情况随时调整进刀量，使磨削过相同次数的环状零件毛坯件的厚度基本一致；22)最后一次精磨按照上述步骤7)开始，对半精磨环状零件进行另一轮循环操作；对半精磨环状零件的精磨磨削，需随时检测半精磨环状零件的厚度，根据厚度变化情况随时调整进刀量，使半精磨环状零件的厚度控制在设计厚度公差中线附近，最终得到符合要求的精磨环状零件。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤7)中所述修整基准砂轮和辅助砂轮的方法为按左右砂轮修整按钮启动砂轮修整系统，使修整臂摆动修整砂轮，每修整一次后，旋转左右砂轮进给手轮，进给量0. 002 0. 02mm/次、且按照粗修大、精修小的原则设定进给量，摆动修整多次，直到砂轮端面修平为止；禁止将砂轮中部修凹。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤10)中所述调整辅助砂轮与基准砂轮的夹角的方法为水平方向基准砂轮不须调整角度，辅助砂轮则须搬一角度，先将三只固紧螺栓稍微放松，待调整到要求后，再拧紧三只固紧螺栓。
4.根据权利要求1-3之一所述的方法，其特征在于步骤13)中所述计算变频数的方法为基频/辅理频=F大/F(小)，辅实频=K*辅理频；其中，—环状毛坯件的大端面面积，单位mm2 +—环状毛坯件的小端面面积，单位mm2 ；基频一基准砂轮用电机用电频率，单位Hz ；辅理频一辅助砂轮用电机用电理论频率，单位Hz ；辅实频一辅助砂轮用电机用电实用频率，单位Hz ；K 一系数1. 5 2. 5。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于步骤14)中所述根据变频数调整辅助砂轮转速的方法为根据计算的变频数，调整变频器，辅助磨削系统用电机、辅助砂轮的转速随之改变电机转速为基频/辅频=N基电/N辅电，砂辅转速为N基电/Not= Ns/N辅；其中，基频一基准磨削系统用电机用电频率，单位Hz ；辅频一辅助磨削系统用电机用电频率，单位Hz ；Na^—基准磨削系统用电机转速，单位r/min ；Niw—辅助磨削系统用电机转速，单位r/min —基准砂轮转速，单位r/min ；Nif—辅助砂辅转速，单位r/min。
6.根据权利要求1-3之一或5所述的方法，其特征在于步骤16)中所述设定送料速度的设定方法为按前述原则旋转送料速度旋扭到设定的位置，并试运行，若合适则定下来， 不理想就再调整，直至正常、顺利磨削为止。
7.根据权利要求1-3之一或5所述的方法，其特征在于步骤21)和22)中所述根据厚度变化情况随时调整进刀的方法为用手转动基准磨削系统或辅助磨削系统进给机构的大手轮或小手轮，对砂轮磨损进行补偿。
8.高精度卧轴双端面磨床，可用于加工两端面面积不等环状零件，主要包括基准磨削系统、辅助磨削系统、液压控制柜、基准砂轮、辅助砂轮、上导轨、下导轨、冷却系统、自动送料器、磨削出口 ；其特征在于它还包括电机转速调频器，所述电机转速调频器设置在卧轴双端面磨床辅助磨削系统的控制电路中，并能使辅助磨削系统的辅助砂轮转速根据变频数进行无极调速。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于所述的变频数由两端面面积不等环状零件的两端面积比确定，具体的变频数计算方法为基频/辅理频=F±/FH、)，辅实频=K*辅理频；其中，—环状毛坯件大端面面积，单位mm2 —环状毛坯件小端面面积，单位 mm2 ；基频一基准砂轮用电机用电频率，单位Hz ；辅理频一辅助砂轮用电机用电理论频率， 单位Hz ；辅实频一辅助砂轮用电机用电实用频率，单位Hz ；K 一系数1. 5 2. 5。
10.根据权利要求8或9所述的方法，其特征在于所述的辅助砂轮转速根据变频数调整和确定，具体为根据计算的变频数调整变频器，辅助磨削系统用电机、辅助砂轮的转速随之改变电机转速为基频/辅频=N基电/N辅电，砂辅转速为N基电/Not= Ns/Ntt ；其中，基频一基准磨削系统用电机用电频率，单位Hz ；辅频一辅助磨削系统用电机用电频率，单位 Hz ；N·—基准磨削系统用电机转速，单位r/min ；Niw—辅助磨削系统用电机转速，单位r/ min —基准砂轮转速，单位r/min ；Nif—辅助砂辅转速，单位r/min。
全文摘要
本发明涉及两端面面积不等环状零件的高精度双面磨削方法及磨床，根据磨床砂轮转速与磨削量成比例的规律，在磨床辅助磨削系统的电路上附加一电机变频器，将不同零件不同的两端面积比，换算为不同的磨量比，进而调整频率比和转速比，通过改变、控制辅助砂轮电路的频率，达到基准砂轮与辅助砂轮合适的转速比，最终实现稳定达到或超过产品的厚度、粗糙度、平面度、平行度等要求，并大幅度提高生产效率，为常用M7160的28倍，有效降低生产成本，实现此类零件的大批量生产。
文档编号B24B7/17GK102229077SQ201110168040
公开日2011年11月2日 申请日期2011年6月21日 优先权日2011年6月21日
发明者周维鎧, 唐秦汉, 夏巍, 晏建国 申请人:武汉华夏精冲技术有限公司