M1083A無心外圓磨床磨削質(zhì)量分析

劉學(xué)斌，陳月敏

（哈爾濱軸承配件有限公司 車工分廠，黑龍江 哈爾濱 150036）

1 前言

M1083A無心外圓磨床，是磨削軸承套圈外圓的主要生產(chǎn)設(shè)備，用于車工分廠軟磨外徑工序。該機床前后各兩塊相對平行放置厚度相同的導(dǎo)板。導(dǎo)板的作用是引導(dǎo)套圈正確地進入磨削區(qū)和離開磨削區(qū)，并使磨削后的套圈具有正確的幾何形狀。這兩個引導(dǎo)過程的任何一個如果調(diào)整不當(dāng)，都將造成磨削的套圈產(chǎn)生缺陷，滿足不了技術(shù)要求。因此，導(dǎo)板位置調(diào)整的正確與否，將決定套圈磨削的是否合格。

2 無心磨削原理

無心外圓磨削是由砂輪、導(dǎo)輪、托板及工件組成的磨削區(qū)域（如圖1），磨削時工件中心高于砂輪與導(dǎo)輪中心的連線，工件的軸心線與砂輪軸線平行，導(dǎo)輪軸線在垂直方向上傾斜一個α角度。前端高，后端低，角度的大小取決于加工工件外徑留量的大小、縱向進給速度的快慢、工件的幾何精度。通常在1°3 0″～ 3°30″之間。導(dǎo)輪在垂直方向上的傾斜角α的作用是磨削時導(dǎo)論速度分解為垂直面內(nèi)的分速度和水平面內(nèi)的分速度（圖2）。

圖1 仿形原理示意圖

圖2 砂輪與導(dǎo)輪相對位置關(guān)系

式中V垂直—導(dǎo)論速度切于工件且垂直工件軸線的分速度；V水平—導(dǎo)論速度平行于工件軸線方向的分速度；α—導(dǎo)輪在垂直方向的傾斜角度。

工件與導(dǎo)輪表面接觸定位，磨削時砂輪及導(dǎo)輪與工件接觸瞬間產(chǎn)生力矩，導(dǎo)輪帶動工件旋轉(zhuǎn)縱向進給實現(xiàn)砂輪對工件的磨削。

3 軟磨加工的過程

軸承套圈外徑經(jīng)車削加工后外徑尺寸及精度不能滿足產(chǎn)品要求，必須在精車工序之前對套圈進行磨削加工，這種對未經(jīng)過淬火的套圈進行的磨削加工即為軟磨加工。其目的主要是減少或消除上工序的加工缺陷，統(tǒng)一外徑尺寸提高外圓的幾何精度。其次是減少硬磨磨削量提高生產(chǎn)率。

軸承套圈外圓磨削屬于貫穿法磨削，對于硬磨來說砂輪應(yīng)修整成前后各帶有一小斜度的錐形，以便磨削時進口、出口不至于把套圈外圓表面刮傷。而用于車加工后的軟磨來說就不適用了。因為軟磨磨削量大，即使把砂輪修整成帶斜度的錐面，一是砂輪有效磨削區(qū)域減少，砂輪消耗脫落加快，二是磨削不了多長時間（幾分鐘）砂輪錐面就磨平了。若反復(fù)修整砂輪錐面，將消耗大量的時間及砂輪的浪費，既不科學(xué)也不經(jīng)濟。故此軟磨外圓時砂輪就不修整成錐面，砂輪整個寬度的磨粒形成一條沒有錐度的直線參與磨削，增加了砂輪參與磨削的有效面積，這樣既提高了砂輪利用率減少了浪費也降低了成本。因此用貫穿法軟磨外圓對導(dǎo)板位置的調(diào)整顯得尤為重要。

4 導(dǎo)板的調(diào)整

4.1 導(dǎo)輪前導(dǎo)板的調(diào)整

機床前后兩側(cè)導(dǎo)板所處的位置（見圖3）工作時兩塊前導(dǎo)板以導(dǎo)輪一側(cè)為定位面，調(diào)整時導(dǎo)輪前導(dǎo)板應(yīng)與導(dǎo)輪外表面一致，既δ1＝0。

（1）當(dāng)δ1＞0時，前導(dǎo)板高出導(dǎo)輪表面，磨削出來的套圈端面外緣上出現(xiàn)啃傷痕跡，見圖4。原因是套圈進入磨削區(qū)相當(dāng)于是非常大的磨量（比正常磨量大幾倍）進入磨削，阻礙套圈正常進入磨削區(qū)產(chǎn)生的，應(yīng)適當(dāng)向后調(diào)整前導(dǎo)板來解決。

圖3 磨削示意圖

（2）當(dāng)δ1＜0時，導(dǎo)輪前導(dǎo)板低于導(dǎo)輪外表面，套圈進入磨削區(qū)受阻使磨削不順利，產(chǎn)生停頓和撞擊導(dǎo)輪前端面現(xiàn)象，靠導(dǎo)輪旋轉(zhuǎn)端面摩擦向上帶動套圈進入磨削區(qū)，影響套圈磨削的連續(xù)性以及產(chǎn)生垂直差過大。應(yīng)通過向前適當(dāng)調(diào)整前導(dǎo)板來解決。

4.2 導(dǎo)輪后導(dǎo)板的調(diào)整

導(dǎo)輪一側(cè)的后導(dǎo)板正確調(diào)整位置應(yīng)為與導(dǎo)輪表面平行既δ2＝0

圖4 套圈端面啃傷和磨傷現(xiàn)象

圖5 套圈外圓表面缺陷

（1）當(dāng)δ2＞0時，導(dǎo)輪后導(dǎo)板高出導(dǎo)輪表面，磨削區(qū)中的套圈離開時受阻，致使磨削區(qū)中的套圈磨削時間延長，將造成尺寸變小。受阻嚴重時，套圈容易在磨削區(qū)域后側(cè)向上跳起甚至傷人，應(yīng)向后適當(dāng)調(diào)整后導(dǎo)板來消除此現(xiàn)象.

（2）當(dāng)δ2＜0時，導(dǎo)輪后導(dǎo)板低于導(dǎo)輪表面，則套圈離開磨削區(qū)時向?qū)л唫?cè)傾斜，磨削出的套圈外圓表面邊緣上產(chǎn)生被多磨去的現(xiàn)象，造成表面缺陷，見圖5 。應(yīng)適當(dāng)向前調(diào)整后導(dǎo)板。

4.3 砂輪后導(dǎo)板的調(diào)整

（1）當(dāng)δ3＞0時，砂輪后導(dǎo)板高出砂輪表面頂住套圈，使磨削區(qū)中的套圈無法正常離開磨削區(qū)，磨削無法進行。

（2）當(dāng)δ3＝0時，導(dǎo)板與砂輪表面在一條直線上，套圈與導(dǎo)板有摩擦接觸產(chǎn)生阻力，阻礙正常磨削。

（3）當(dāng)δ3＜0時， 導(dǎo)板低于砂輪表面屬于正常磨削，大約低5mm即可。因為砂輪后導(dǎo)板的作用是限制套圈離開磨削區(qū)時，易產(chǎn)生向砂 輪一側(cè)跳起離開導(dǎo)板掉下去現(xiàn)象，所以間隙適當(dāng)即可。

4.4 砂輪前導(dǎo)板的調(diào)整

機床工作時，兩前導(dǎo)板以導(dǎo)輪一側(cè)為基準，砂輪一側(cè)導(dǎo)板與套圈有一定量的間隙（比砂輪靠后些）既δ4＜0。間隙不能太小，因為軸承套圈在車削加工過程中，由于機床（型號為HZC20-1Z）使用年限長、負荷量大、精度降低。車加工后的套圈外徑尺寸不一致、散差大，很難保證在同一尺寸公差范圍內(nèi)，這樣就影響軟磨無心磨床正常磨削中的進活質(zhì)量。由于車加工外徑尺寸散差大，若間隙太小當(dāng)尺寸公差大的套圈進入時，容易把套圈卡住不能往里正常進給，而間隙太大時，雖然不能卡住套圈，但因為是人工用手推活，用力大小不均衡。用力小影響工件的垂直差，套圈間斷不連續(xù)。用力大套圈容易從前導(dǎo)板處刀板上向砂輪一側(cè)蹦起，尤其磨削輕系列套圈時非常明顯，恰好在砂輪的前面加上手往里推活進給，瞬間砂輪端面就把蹦起的套圈端面磨傷，見圖4 。

而這時需緩一下手停止用力，蹦起的套圈再滑到刀板上手再繼續(xù)推活。由此每天造成的廢品不在少數(shù)，大約能有幾十個甚至更多。讓人不可思議的是到每個月成品往車工返廢品時，誤把端面磨傷的廢品套圈說成是軟磨雙端面產(chǎn)生的，給軟磨雙端面造成額外損失。因此安裝砂輪前導(dǎo)板時把砂輪一側(cè)導(dǎo)板在水平面內(nèi)調(diào)整成傾斜位置即可，既在前導(dǎo)板背面里端墊上3mm厚的墊片即可達到目的。形成一個喇叭口型進活狀態(tài)。這樣就限制了套圈往砂輪一側(cè)蹦起，杜絕了上述原因產(chǎn)生的廢品。同時換活調(diào)整也非常方便不受影響。

5 結(jié)論

在實際生產(chǎn)過程中，要善于摸索總結(jié)出符合自身設(shè)備特點，加工狀況的調(diào)整方法，提高生產(chǎn)效率，減少了廢品總量降低了生產(chǎn)成本，增加了經(jīng)濟效益。同時換活調(diào)整也非常方便不受影響。