无心磨床加工原理及技术说明

　　无心磨床，是不需要采用工件的轴心而施行磨削的一类磨床。是由磨削砂轮，调整轮和工件支架三个机构构成，其中磨削砂轮实际担任磨削的工作，调整轮控制工件的旋转，并使工件发生进刀速度，至于工件支架乃在磨削时支撑工件，这三种机件可有数种配合的方法，但停止研磨除外，原理上都相同。

　　采用无心磨削进行外圆磨削时，工件放在砂轮与导轮之间，由其下方的托板支撑，并由导轮带动旋转。在传统无心磨削技术中，为获得理想的形状公差、表面精度和较高的加工效率，无心磨床必须具备高刚性、相对较大的砂轮及导轨，并要对导轮的运动进行控制。工件加工精度依赖于导轮的圆度及其旋转精度，高精度的修整技术及高旋转精度的主轴对于导轮来说*，因此在无心磨床上需要安装附加的旋转控制部件及修整装置等。而且由于结构的局限，传统无心磨削设备不适合于直径小于100μm的微细零件的加工。基于此，人们提出了一种新型无心磨削技术，该技术采用超声椭圆振动板取代传统无心磨床中导轮的作用，在加工中超声椭圆振动板和托板共同支撑和控制工件的运动。通过对粘结在金属板表面上的压电陶瓷(PZT)施加高频交流电压，使金属板端面产生高频椭圆振动，并以此控制工件的旋转速度。为了验证新技术的有效性，首先通过FEM优化设计超声椭圆振动板，并对优化后的超声振动板做性能测试，以获得实际的振动篇幅、椭圆振动轨迹与所施加的振动频率、压电电压、相位差的关系。设计和改造现有无心磨床结构，利用改造后的超声椭圆振动无心磨床对微细工件进行超精密磨削实验，该研究实验结果证实了该技术对微细工件加工的有效性。