摘 要： 在加工外凸滚子零件时，简历机床辊子的计算解析方法，弥补了设计无心超精加工机床一般方法不能进行精确计算的缺陷，实行此方法可以提高制造外凸滚子的精度。
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关键词：超精外圆加工,空间啮合,廓形解析,工业技术经济
引言
无心超精磨加工机床的进给装置，由2个相交轴线的辊子组成，其中一个味原动件。2个辊子用于工件定位并实现工件纵向进给，进给装置的辊子成本占超精加工机床成本的40%左右。过去超精加工机床辊子装置的计算式建立在最简单的几何关系基础上，没有考虑成形过程中表面相互包络条件，因此，此类设计计算只有近似解，没有解析解。目前这种方法的计算误差很难估算，直接影响了外凸辊子工件的无心磨削加工质量与效率。本文讨论了无心超精加工机床进给辊子成形问题的解析解，该方法应用空间啮合原理模拟工件相对磨料油石的运动轨迹，建立了表面包络运动条件下的向量矩阵坐标变换，从而有针对性地解决了加工外凸滚子时超精无心磨削机床的进给装置辊子的精确设计计算的难题。
1 机床进给辊子廓形解析计算原理
无心超精加工外凸滚子时，通常有2种加工方式。滚子在成形过程中运动轨迹是全部磨料油石下半径R的圆弧，或者每个磨料油石下表面单独的圆弧。
一般可采用2种进给辊子类型：单波形和多波形(通常按磨料油石数目而定)。工件可以是圆柱形或半径接近于工件外凸度半径的中凸形。坐标系S1相对于坐标系S绕Y轴逆时针方向转动了φ角，而坐标原点O1相对点O沿轴X移动了R。坐标系S2相对于坐标系S1绕Y1轴逆时针方向转动了λ角并沿轴X1移动了a1,沿轴Y1移动了υ，沿Z轴移动了-b.调整坐标a和υ取决于进给辊子的最大计算半径。坐标b用于计算进给装置多波度辊子，提供进给辊子相对平面Z2=0时波段上任意一点的位置。
进给辊子时一个旋转体，因此使用所谓的轴啮合法代表运动包络条件，以工件表面法线与规定方向矢量n的轴啮合相交的形式。在坐标系S1中可以确定曲线坐标θ和l间的联系
2 辊子廓形解析计算的逻辑方法
辊子最终可以用公式 描述，辊子廓形通常按规定坐标表示。这时位置参数的数目超过对应的方程数目，因此可以采用数值解法。
在Z2=常数的
端面上求出不同角φ时工件相交迹线，在循环中改变影响未知参数φ的唯一变量角θ，因为公(2)单值地确定该角与参数l的联系，然后在Z2=常数的截面上，利用迭代过程确定机床进给辊子半径，使用方程组(1)中第1个和第2个方程，求出最小距离，即机床进给辊子中心到工件与Z2=常数平面交点的距离。
角φ离散值对速度和计算精度有很大影响。研究表明，在确定机床辊子廓形坐标精度时，0.1微米可限制φ的精度等于0.05度，这可以减少加工工时消耗，以便在在每个端截面上寻求辊子最小半径，可用类似的形式得到描述形成原始外凸度工件(滚子)表面的方程。该方程本文不予推导，因为研究表明，外凸度半径为500~3000mm时，与圆柱工件区别很小，而原始外凸度工件与旋转体机床进给辊子不存在线性接触。
3 辊子廓形解析计算实例
辊子长度L=400mm,在瑞士M型机床上加工，原始调整参数R=1000m，加工外凸度滚子半径r=10mm，将加工参数坐标输入。一般情况下滚子廓形相对于Z平面是非对称的，如果实现调整，使在相对坐标廓形点上的偏差不超过0.1微米，这是2个机床辊子具有理想的廓形。所有多波段辊子是不一样的，工件的半径实际对机床辊子廓形没有影响，在其他等条件下改变的只有它的最大半径，辊子交角对其廓形影响很小。对机床廓形影响最大的是工件运动轨迹的半径R.
4 结语
4.1 在加工外凸滚子零件时，简历机床辊子的计算解析方法，弥补了设计无心超精加工机床一般方法不能进行精确计算的缺陷，实行此方法可以提高制造外凸滚子的精度。
4.2 拟定了超精加工中机床辊子数值成形的算法。在外凸度滚子加工时，推荐按机床调整参数选择。
4.3 可以证实，对于加工外凸度滚子，其廓形相对于机床轴线交点对称，这时机床多波度辊子所有段具有理想的廓形。
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