數控外圓磨削中切磨次數的算法及編程
2019-8-7 來源： 陜西秦川格蘭德機床有限公司 作者：孫秦超
摘 要 ：數控外圓磨削中，當磨削部位軸向長度大于砂輪寬度且徑向磨削余量較大時，一般采用切縱復合磨削方法，可大量節省加工時間。即多次等距跳檔切入磨削，去除較大余量，當剩余很小徑向余量時，采用縱磨方式磨削至最終尺寸。每次切入磨削要求砂輪要有一定的重疊量，方能保證多次切磨后不留或保留微量的切痕和棱線，那么就需要自動計算切磨次數和跳檔距離，然后進行編程加工，這里就算法和編程方法進行討論。
關鍵詞 ：磨床 磨削 切縱復合磨削 切入磨 縱磨
數控外圓磨削中，當磨削部位軸向長度大于砂輪寬度且徑向磨削余量較大時，一般采用切縱復合磨削方法，可大量節省加工時間，提高加工效率。所謂切縱復合磨削：即多次等距跳檔切入磨削，去除較大徑向余量，剩余很小徑向余量時，采用縱磨方式磨削至最終尺寸。
每次切入磨削要求砂輪要有一定的重疊量，方能保證多次切磨后不留或保留微量的切痕和棱線，要保證縱磨達到精度要求，就需要自動計算切磨次數和跳檔距離，然后進行編程加工，本文就算法和編程方法進行以下討論。
1 、磨削要求說明
根據磨削工藝，切縱復合磨削有以下要求：
1.1 磨削起點和終點
根據工藝，在縱磨外圓時砂輪在磨削部位兩端都要有一定的磨出量，且砂輪在兩端位置要有一定的停留，兩端的磨出量和停留時間不一定相同，根據工件情況而定。磨出量大的一端，停留時間可少一些，反之則相反。并非砂輪邊緣與工件兩端對準開始磨削，否則磨削完成后，兩端頭部直徑大小會與中間不一致，存在誤差。
如遇臺階軸，砂輪在一端可能就沒有磨出量，那么此時停留時間就長一些，而另一端留有磨出量，停留時間可以少一些，兩端停留時間并不相等。由此可見，磨削編程時起點和終點并不能完全由圖紙尺寸而定，而是操作工根據磨削需要確定，再配合停留時間達到預期目的。
實際操作中，操作工分別將砂輪移動調整到左右兩端，留出一定的磨出量，記錄左右兩端的軸向座標 Z_L 和 Z_R,或者利用用戶自定義畫面上的坐標捕捉功能，自動記錄兩端 Z 坐標。
1.2 砂輪切入重疊量
如果按照砂輪寬度跳檔多次切入磨削，由于砂輪磨損，使每次磨削量有差異，另一方面在兩次切入磨削砂輪交界處會留有一個棱線，是不利于后面的往復縱磨和達到最終精度，這些都會產生磨削不利因素。
為了解決以上問題，可以使砂輪跳檔距離小于砂輪寬度，等距跳檔，每次切入磨削時有一個重疊量就可以解決棱線問題。當然重疊量越小，切入次數會越少，效率就越高，等距跳檔可以解決砂輪磨損問題。
要實現最小的重疊量，又要等距跳檔，這還與跳檔距離、砂輪寬度、磨削范圍相關，并非獨立確定的量，有待于后面計算。
1.3 跳檔距離和切入次數
從以上分析可見，等距跳檔切入可以保證砂輪磨損狀況基本良好。重疊量 d、跳檔距離 L、切入次數 n 三個物理量相互關聯，存在最優算法，需要進一步討論計算。
2 、計算方法
圖 1 磨削示意圖
按磨削示意圖，可得出以下公式：
3、 編程方法
知道了算法，編程就很容易，該算法可用于各種數控系統，只要系統具備取整函數和一般的運算功能即可。下面以 FANUC-0i 數控系統為例，給出 2 個程序例子：
4 、結語
以上算法經過 CAD 模擬驗證和實際機床運行驗證，結果正確，效果良好。通過以上分析可知，然存在一個不確定的物理量即 d，影響了該物理量的解算，但使用工程方法，根據工藝需要預設一個值進行試算，然后進行校正，就能夠比較完美地解決實際問題。
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