螺纹磨床钢滚轮和金刚石滚轮修整砂轮的应用

一、前言

钢滚轮和金刚石滚轮是螺纹磨床上一种新型的砂轮修整工具，用其修整砂轮具有修整效率高（一般几秒钟内就可完成），重复修整精度高，大批大量生产质量稳定，特别是金刚石滚轮能完成其它方法（如单点金刚笔）无法完成的高精度复杂型面的修整等优点，因此，在螺纹磨床等磨床上得到越来越广泛的应用。

二、两种滚轮修整砂轮的比较

1、修整方法的比较

两种滚轮都可以安装在手动进给、液压自动进给或数控自动进给的砂轮修整器上进给砂轮的修整。钢滚轮在没有滚压装置时，可把滚轮放在头、尾架之间，由头架驱动滚轮作为主动轮再带动砂轮旋转滚压，实现砂轮的修整，但滚压效果差，使用不方便。钢滚轮一般用于多线磨削时砂轮的修整，主要用于丝锥磨削和螺纹长度短的三角螺纹磨削。每种螺距和牙型的工件必须配备不同的钢滚轮。为了保证滚压多线砂轮的精度，有时每种螺距还必须备有粗、精两种钢滚轮。金刚石滚轮一般用于单线或多线磨削时砂轮的修整，可用于各种螺纹的成形磨削。

钢滚轮修整砂轮是机床的砂轮电机通过减速装置，带动砂轮主轴，以72r/min的低速旋转，由于摩擦作用带动在修整器上的钢滚轮旋转，二者的旋转方向是相反的，在滚压时通过修整器的进给手轮，使滚压轮与砂轮之间的挤压力加大，当此力超过砂轮结合剂的结合能力时，磨粒被碎裂而掉下来。钢滚轮连续不断地挤压砂轮，直到砂轮齿形达到要求。

金刚石滚轮修整砂轮是机床的砂轮电机带动砂轮主轴以正常的工作转速（砂轮线速度一般为35米/秒）旋转，金刚石滚轮由电主轴或电机通过带轮带动其高速旋转，二者的旋转方向一般情况相反。在滚压时通过修整器上的自动进给装置实现砂轮的修整。

2、修整参数的比较

钢滚轮修整砂轮时砂轮转速72r/min，滚轮自身不转，由砂轮带动其旋转。粗修时，进给量为0.03～0.04mm；滚轮齿深2/3时,应改小进给量，为0.01～0.02mm。滚压到接近全齿深时，应停止粗修。精修时进给量为0.005～0.01mm；当滚压好全齿深后，为了达到较高的精度，可停止进给，让砂轮精滚压数圈后再停止砂轮，退回钢滚轮。

金刚石滚轮修整参数包括：

1）修整数比q：滚轮与砂轮接触点的线速度之比。两者在接触点线速度方向相同时，q为正值，称为顺修，反之，q为负值，称为逆修。

2）修整进给量ar：砂轮每转时滚轮的径向进给量，单位为μm/r。

3）光修转数nr：滚轮停止径向进给时，砂轮转过的转数，单位为r。

一般情况上，以上工艺参数对砂轮锋利性的影响有以下规律：nr增加会使砂轮锋利性下降；ar增加会改善砂轮的锋利性；q值的增大，砂轮的锋利性增强。其原因是：金刚石滚轮修整砂轮是磨削和挤压破碎原理。磨削作用使磨粒顶端变平坦，砂轮表面锋利性下降；挤压破碎作用不仅使磨粒尖锐，而且会使磨粗前角变大，所以砂轮表面锋利性变好。q = 1时，滚动与砂轮纯滚动，为纯挤压破碎修整，故q = 0.99时，砂轮的锋利性最好。当q = 0.5和q = -0.5（逆修）时，其修整磨削作用占主导地位，且前者大于反者，故q = 0.5时，砂轮的锋利性较差，而q = -0.5时砂轮锋利性最差。当q = 0时，滚轮几乎不动，相当于车削修整；故q = 0.01时，砂轮的锋利性反而略高于q = 0.5时的情况。生产中经常采用的金刚石笔修整砂轮是属车削原理。而采用金刚石滚轮修整砂轮一般应充分发挥其磨削和挤压破碎作用。所以，禁止用q = 0的速比，另外，q = 0的速比将严重损坏滚轮的精度 。

在应用金刚石滚轮修整砂轮时，若希望砂轮能获得强的磨削能力宜选用q = 0.7～0.9之间的修整速比，较大的修整进给量ar = 20～30μm/r和光修转速nr = 0的参数；若希望砂轮能磨削出较低工件表面粗糙度，则可选用q = 0.2～0.6之间的修整速比，较小的修整进给量是ar = 10～20μm/r和适当的光修转数。一般不采用逆修，因为逆修时金刚石滚轮磨损很快，精度也严重受损。

3、滚轮材料的比较

钢滚轮一般选用淬硬合金钢制造。选用的材料有CrWMn和9Mn2V合金钢，也可选用W18Cr4V高速钢。

金刚石滚轮一般其体材料选用40Cr制造。轮槽表面为金刚石镀层。

4、两种滚轮修整时间、寿命的比较

项目钢滚轮金刚石滚轮

修整滚轮的寿命滚轮的宽度一次修整工作次数重新修磨的次数修整工作总次数一个滚轮所能加工的工件总数              修整时间理论上的修整时间第一个工件磨削后的校正每次修整所需的非生产时间每个工件所需的非生产时间 2倍砂轮宽度20501000100002分钟1分钟3分钟0.3分钟 一倍砂轮宽度75000—750001500003秒—0.05分钟0.025分钟

三、滚轮修整时注意事项

1）开始滚压时，首先将滚轮切入砂轮，然后启动砂轮旋转。滚压完毕后，先停止砂轮，再退回滚轮。（注：金刚石滚轮修整时可同时启动砂轮和滚轮）

2）滚压时滚轮的进给量不宜过大，避免砂轮梳齿整圈剥落。

3）必须使用大量的冷却油冲洗砂轮，使滚压下来的磨粒不会附在滚轮和砂轮表面。