雙端面磨床平面磨傷及劃傷原因分析

賈淑暉

（哈爾濱軸承集團(tuán)公司 南直軸承分廠，黑龍江哈爾濱150056）

1 前言

M Z7675雙端面磨床在磨削深溝球軸承套圈平面過(guò)程中，平面磨傷及劃傷一直沒(méi)有從根本上解決，每天檢查員都能檢出2～3%平面磨傷和劃傷等不合格品，返修時(shí)對(duì)于沒(méi)有牙口的套圈，可以通過(guò)寬度尺寸過(guò)磨來(lái)挽救；而對(duì)于有牙口的套圈，寬度尺寸過(guò)磨會(huì)破壞牙口的位置，壓蓋后成品質(zhì)量不合格，所以有牙口的套圈平面不允許過(guò)磨，套圈平面磨傷廢品一直占廢品總量的30%左右，居高不下。為解決套圈平面磨傷及劃傷問(wèn)題，分析一下產(chǎn)生問(wèn)題的原因，并闡述解決的方法。

2 磨削原理

MZ7675雙端面磨床是貫穿式磨削，如圖1所示。套圈進(jìn)入磨削送料機(jī)構(gòu)后，沿著上、下導(dǎo)板通過(guò)兩個(gè)異向旋轉(zhuǎn)砂輪，磨掉套圈兩個(gè)端面余量，從而獲得相互平行的兩個(gè)端面。

圖1 貫穿式雙斷面磨削示意圖

磨削前必須調(diào)整好兩個(gè)砂輪的相對(duì)位置，使其在水平面內(nèi)傾斜一個(gè)適當(dāng)?shù)慕嵌?，使砂輪進(jìn)口大于出口，從而均勻地磨去套圈端面的余量。為使兩個(gè)砂輪在垂直平面上平行，可以對(duì)它們進(jìn)行調(diào)整。

3 原因分析及調(diào)整方法

常見(jiàn)的磨傷、劃傷形式有以下幾種，如圖2所示。下面從兩砂輪相對(duì)角度、砂輪與進(jìn)出口導(dǎo)板的相互位置、砂輪形狀及砂輪修整等方面分析各種磨傷及劃傷產(chǎn)生的原因及解決的方法。

圖2 常見(jiàn)磨傷及劃傷示意圖

3.1 兩砂輪在水平面內(nèi)相對(duì)傾斜角度的影響及調(diào)整方法

若想均勻磨去余量，使套圈端面獲得光滑的表面，兩砂輪在水平面內(nèi)必須傾斜一個(gè)適當(dāng)?shù)慕嵌?，使砂輪進(jìn)口處寬度大于出口處寬度，如圖3所示。套圈端面磨削經(jīng)過(guò)粗磨——細(xì)磨——光磨三個(gè)過(guò)程，使套圈在磨削區(qū)域受力均勻，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，易獲得光滑的表面，不容易產(chǎn)生磨傷。但兩個(gè)砂輪端面在水平面內(nèi)的傾斜角度不能過(guò)大或過(guò)小，若兩砂輪端面在水平面內(nèi)傾斜角度過(guò)大，那么進(jìn)口一側(cè)磨削量小，余量都集中在出口一側(cè)，使出口一側(cè)磨削深度增加，磨削力增大，沒(méi)有光磨階段，表面粗糙增高，砂輪末在出口處增多，如果不能及時(shí)排出，產(chǎn)生堆積，套圈移動(dòng)阻力增大，在出口處產(chǎn)生歪斜，套圈平面邊緣容易產(chǎn)生刀削形磨傷，如圖2 b所示，同時(shí)堆積的砂輪末還會(huì)劃傷套圈端面，如圖2 e所示；若兩個(gè)砂輪端面在水平面內(nèi)相對(duì)斜量過(guò)小，進(jìn)口處的擋板和導(dǎo)板之間的距離稍大一點(diǎn)，套圈進(jìn)入砂輪磨削之前，由于運(yùn)行不順暢，容易斜撞在砂輪外圓邊緣上，結(jié)果在套圈端面邊緣倒角處就會(huì)多磨掉一塊，形成刀削形磨傷，如圖2 b所示。為了減少平面磨傷，每次換活前，必須調(diào)好兩個(gè)砂輪在水平面內(nèi)相對(duì)傾斜角度，一般用一個(gè)平面已磨好的同樣型號(hào)套圈，塞入兩個(gè)端面的進(jìn)、出口處，根據(jù)套圈端面與砂輪的松緊程度來(lái)測(cè)定兩個(gè)砂輪在水平面內(nèi)的傾斜量，即把套圈塞入較松的一端，然后轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)給手柄，使砂輪軸向移動(dòng)，直至使套圈松緊度和另一端一樣為止，這時(shí)從手柄刻度盤上讀到的砂輪軸向移動(dòng)距離，就是兩個(gè)砂輪在水平面內(nèi)相對(duì)的傾斜量，一般兩個(gè)砂輪在水平面內(nèi)傾斜量最好小于等于加工余量的一半。

3.2 進(jìn)出口導(dǎo)板的影響及調(diào)整方法

圖3 在水平面內(nèi)兩砂輪傾斜角度示意圖

臥式MZ7675雙端面磨床沒(méi)有固定的調(diào)整基準(zhǔn)，一般習(xí)慣把右砂輪端面作為調(diào)整進(jìn)、出口導(dǎo)板位置的基準(zhǔn)。為了保證工件在進(jìn)入和退出磨削區(qū)域時(shí)和貫穿磨削過(guò)程中的運(yùn)動(dòng)方向不發(fā)生改變，應(yīng)調(diào)整進(jìn)出口導(dǎo)板與右砂輪端面平行，而且保持一定的高度關(guān)系。如果磨削時(shí)導(dǎo)板與砂輪不平行或砂輪相對(duì)導(dǎo)板過(guò)高或過(guò)低，都會(huì)使套圈進(jìn)入磨削區(qū)或離開磨削區(qū)時(shí)發(fā)生傾斜，使套圈端面局部產(chǎn)生啃傷或刀削形磨傷現(xiàn)象，如圖2 a、2b所示，導(dǎo)板調(diào)整不當(dāng)造成的磨傷深度大，無(wú)法修復(fù)。經(jīng)過(guò)試驗(yàn)，一般右砂輪端面比進(jìn)口導(dǎo)板高出量不大于1/2端面的磨削余量，右砂輪比出口導(dǎo)板高出0.03mm左右即可,見(jiàn)圖4。

圖4 右砂輪端面與進(jìn)出口導(dǎo)板的相對(duì)位置示意圖

3.3 砂輪端面修整及端面幾何形狀的影響與調(diào)整方法

磨削過(guò)程中由于摩擦原因，砂輪磨粒將逐漸變鈍，切削性能降低，磨削工件時(shí)作用在磨粒上的切削壓力不斷增大，當(dāng)壓力增大到一定程度時(shí)，有些磨粒會(huì)發(fā)生崩裂，另有些磨粒則整個(gè)脫落下來(lái)，它們又形成新的切削刃。但是磨鈍的磨粒不是全部都能脫落下來(lái)，造成砂輪工作表面粗糙，磨削時(shí)，使套圈表面粗糙度值增大。在出口處擋板與導(dǎo)板距離稍大時(shí)，容易產(chǎn)生橫條形磨傷，如圖2 c所示；又由于砂輪從中心到邊緣磨削速度不一樣，造成砂輪邊緣磨粒脫落快，砂輪工作表面中間形成凸起，磨削時(shí)套圈端面邊緣會(huì)產(chǎn)生“白邊”磨傷，如圖2 d所示。凸起過(guò)大，磨削時(shí)，套圈的運(yùn)動(dòng)方向發(fā)生改變，容易造成套圈邊緣啃傷，如圖2 a所示。所以砂輪磨削一定數(shù)量工件后，如發(fā)現(xiàn)平行差變大，表面粗糙度增大時(shí)，必須及時(shí)修整砂輪，否則將影響加工質(zhì)量。

修整砂輪時(shí)，調(diào)整好修整器，修整速度不能過(guò)快，保證砂輪工作面具有較小的粗糙度；同時(shí)也不能使砂輪工作表面過(guò)凹或過(guò)凸，必須接近平直，保證套圈在磨削區(qū)域移動(dòng)方向一致，否則都會(huì)造成套圈端面啃傷，如圖2 a所示。

3.4 進(jìn)出口擋板的影響及調(diào)整方法

若套圈進(jìn)出口擋板與導(dǎo)板之間的距離過(guò)大，且不平行，則套圈定位性不好，進(jìn)出磨削區(qū)產(chǎn)生歪斜，造成套圈端面磨傷；若套圈進(jìn)出口擋板與導(dǎo)板之間的距離過(guò)小，則工件運(yùn)動(dòng)阻力大，工件進(jìn)給不均勻，也會(huì)造成磨傷和劃傷。所以根據(jù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)口擋板與導(dǎo)板之間的距離用沒(méi)加工過(guò)的套圈進(jìn)行調(diào)整，若套圈運(yùn)動(dòng)時(shí)不產(chǎn)生歪斜順利通過(guò)，則距離合適且相互平行；出口擋板與導(dǎo)板之間距離應(yīng)比加工后的套圈寬0.1mm左右即可。

但在磨削外徑較小的套圈平面時(shí)，出口擋板與下導(dǎo)板距離調(diào)整得很近,出口處的空間較小，當(dāng)工件移動(dòng)到砂輪出口時(shí)，出口擋板擋住工件的同時(shí)，也阻礙了砂輪末的排出，這時(shí)冷卻水不能將砂輪末完全沖掉，剩余的砂輪末會(huì)把套圈劃傷，同時(shí)也會(huì)阻礙套圈運(yùn)動(dòng)，使套圈歪斜，被砂輪磨傷。針對(duì)這樣情況對(duì)出口擋板進(jìn)行了改進(jìn)，在原來(lái)的擋板上開了一長(zhǎng)孔，如圖5所示，砂輪末能從這個(gè)孔排出一部分，加上冷卻水的沖洗，就避免了砂輪末在出口處的堆積，這樣就基本消除工件平面在出口處被磨傷或劃傷的現(xiàn)象。

圖5 改進(jìn)前后出口擋板的結(jié)構(gòu)

3.5 上、下導(dǎo)板影響及調(diào)整方法

磨削時(shí)，上、下導(dǎo)板寬度必須比套圈幅高窄一些，避免碰到砂輪工作面，但不能過(guò)窄，過(guò)窄會(huì)使套圈運(yùn)動(dòng)不平穩(wěn)，套圈端面會(huì)產(chǎn)生“白邊”磨傷現(xiàn)象。一般上、下導(dǎo)板的寬度比套圈幅高窄2～3mm為好。另外還要適當(dāng)調(diào)整下導(dǎo)板，使其進(jìn)口高、出口低，工件能夠順利滾出。

3.6 砂輪進(jìn)給量的影響

左右砂輪進(jìn)給量必須均勻,保持導(dǎo)板與砂輪端面之間的正確位置，從而保證工件磨削時(shí)的運(yùn)動(dòng)方向始終保持一致，避免工件磨傷。

4 結(jié)論

通過(guò)以上幾個(gè)方面的分析，并在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行實(shí)際調(diào)整和對(duì)出口擋板進(jìn)行改進(jìn)，然后進(jìn)行磨削試驗(yàn)，共磨削了五個(gè)規(guī)格的產(chǎn)品各5 000件，共計(jì)加工2 5000件，出現(xiàn)平面?zhèn)挥?件，不合格率只有0.036%。

從試結(jié)果看出，磨傷和劃傷數(shù)量大大減少。因此可以得出結(jié)論，按照以上幾個(gè)方面調(diào)整機(jī)床，并對(duì)出口擋板加以改進(jìn)，平面磨傷及劃傷可以基本得到解決，從而降低平面工序的廢品，減少返修帶來(lái)人力和能源的浪費(fèi)，降低加工成本。