数控磨床金刚石砂轮自动修整的控制和补偿技术

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全自动数控磨削技术的发展对砂轮的自动修整能力提出了很高的要求，两者只有实现完美地协作，才能将加工效率发挥到极致。金刚石砂轮是一种高效、常用的磨削工具，其修整和自动补偿的精度、稳定性及自动化程度决定了全自动数控磨削机床的性能，很大程度上决定了砂轮的使用性能和使用寿命。

　　金刚石砂轮修整原理

　　金刚石砂轮修整分为整形和修锐这两个步骤。前者是对砂轮进行微量切削，以保证砂轮的几何形状精度；后者是在砂轮工作一段时间钝化以后，重新使切削微刃突出结合剂，并具有适当高度。常用的金刚石砂轮修整方法包括在线电解修整、电火花砂轮修整、杯形砂轮修整、电解—机械复合修整和激光修整。其中GC杯形砂轮修整更加简便，易于操作，而且也更容易实现自动化修整。

　　实际进行修整时，碗型金刚石砂轮与GC杯形砂轮磨削带交错贴合，以1:8的线速度比匀速转动。修整轮的轴固定，金刚石砂轮沿轴线方向作修整进给。这样，二者相互完成去磨料磨削，磨掉钝化的磨料，完成修整锐化的目的。

　　砂轮全自动修整控制方法

　　要实现自动修整的前提是自动监测。砂轮全自动修整系统首先是在磨削全过程中，对砂轮的磨损状态进行实时监测。下一步是设定自动修整间隔。根据加工刀片尺寸和材料的不同，需要磨削去除的体积和磨削时间也不同，因此设定间隔要综合考虑各个因素。

　　通过对砂轮磨削刀片次数计数，并实时的将其与系统设定的修整间隔比较。当磨削次数达到设定的修整间隔次数时，NC程序会自动调用修整模块，实现砂轮的自动修整。修整结束后，通过数据处理，输出砂轮修整后的补偿值。

　　为保证机床运行安全，这套系统还加入了对砂轮寿命和修整轮寿命的实时监控。如果监测到砂轮厚度已经接近了预警厚度，就会自动发出报警信号并且停机等待操作人员进行处理。

　　砂轮修整的补偿方法

　　砂轮被修整之后，磨料变薄，砂轮的实际接触范围也必然发生改变。再进行磨削加工时，如果还采用修整前的设定参数，就会破坏砂轮尺寸的一致性，也无法保证加工出工件的尺寸精度。因此，修整之后对砂轮进行补偿是非常有必要的。

　　由于金刚石砂轮的硬度和耐磨性远远大于GC杯形修整轮。因此，一次修整过程中，金刚石砂轮减少的磨料厚度要远远小于修整轮减少的磨料厚度。把修整轮的位置固定住，修整时砂轮沿进给方向前进一个修整量，由于相互磨削的作用，砂轮和修整轮的厚度同时减少。所以修整量的大小应等于砂轮减少量与修整轮减少量之和。

　　而在实际加工中，仅需要补偿一个砂轮的厚度减小量。经过测试，通常情况下，砂轮厚度减小量约为总修正量的20分之一。比如总修正量为0.03毫米时，加工补偿的砂轮厚度为0.0015毫米。

　　这种砂轮自动修整的控制方法和补偿方法，已经在磨削加工中得到了大量应用。通过长时间不间断地连续试磨，机床所加工工件的尺寸一致性得到了很好的控制，尺寸误差不超过5微米，证明这种方法实际效果非常可靠。

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邢强

很棒，继续加油