采用預(yù)壓機構(gòu)無心磨削三銷架及操作方法

羅廷銀

（杭州沃德汽車部件制造有限公司，浙江 杭州311200）

三銷架是汽車傳動軸總成的核心部件，傳動軸通過傳遞差速器轉(zhuǎn)矩到車輪上。三銷架原采用工藝孔的方式，通過外圓磨削工藝完成。工藝孔加工在受力部位，對產(chǎn)品使用性能強度有一定影響。

為了進(jìn)一步降低使用風(fēng)險，防止產(chǎn)品在使用過程中的復(fù)雜路況下瞬間加載導(dǎo)致斷裂失效，失效后汽車產(chǎn)生抖動和異響，無法正常行駛。但產(chǎn)品結(jié)構(gòu)比較特殊，不能平衡磨削，無法光延磨削，導(dǎo)致產(chǎn)品磨削精度及燒傷存在缺陷，因此主要應(yīng)解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種結(jié)構(gòu)簡單，重點攻克工件磨削中非常敏感的預(yù)壓摩擦力、產(chǎn)品形狀比較特殊、產(chǎn)品不能平衡運轉(zhuǎn)、需要多重穩(wěn)壓，能夠讓產(chǎn)品平衡、順暢地達(dá)到磨削精度的一種三銷架的無心磨削預(yù)壓機構(gòu)及其操作方法。本研究的上述技術(shù)問題主要通過下述技術(shù)方案得以解決。

1 三銷架的無心磨削預(yù)壓機構(gòu)設(shè)計

三銷架的無心磨削預(yù)壓機構(gòu)包括工件1和磨床設(shè)備2及磨削組件和壓料組件，工件1通過軸向?qū)л喗M件進(jìn)行磨削、通過壓料組件進(jìn)行可調(diào)式壓接。

磨削組件包括導(dǎo)板3、砂輪4和導(dǎo)輪5，導(dǎo)板3的底部與磨床設(shè)備2固定，工件1設(shè)在砂輪4與導(dǎo)輪5間，導(dǎo)輪5的轉(zhuǎn)動帶動工件1進(jìn)行反向旋轉(zhuǎn)，砂輪4與正向旋轉(zhuǎn)的工件1進(jìn)行切入磨削，導(dǎo)輪5、砂輪4和工件1呈配接式分布。磨床設(shè)備2上設(shè)有固定座6，固定座6中設(shè)有與工件1呈可調(diào)式軸向定位的可調(diào)螺栓7。導(dǎo)板3的上部設(shè)有傾斜端面8，可調(diào)螺栓7與固定座6通過可調(diào)螺母9進(jìn)行調(diào)節(jié)定位。壓料組件包括導(dǎo)向座板10、預(yù)壓下板11和預(yù)壓上板12，預(yù)壓下板11的底部設(shè)有壓料桿13，壓料桿13中設(shè)有軸向分布的芯軸14，芯軸14的外端套有與工件1呈縱向旋轉(zhuǎn)定位的軸承15，預(yù)壓下板11的上方設(shè)有與預(yù)壓下板11呈活動套接的預(yù)壓上板12，導(dǎo)向座板10中設(shè)有可調(diào)式氣缸16，可調(diào)式氣缸16帶動預(yù)壓上板12進(jìn)行向下位移，預(yù)壓上板12帶動預(yù)壓下板11進(jìn)行向下位移，預(yù)壓下板11帶動軸承15與工件1表面進(jìn)行縱向滑動定位。壓料桿13通過壓料固定座17與預(yù)壓下板11的底部固定，預(yù)壓下板11與預(yù)壓上板12通過多個導(dǎo)向桿18進(jìn)行滑動套接，預(yù)壓上板12與預(yù)壓下板11間設(shè)有預(yù)壓彈簧19，預(yù)壓彈簧19通過預(yù)壓彈簧可調(diào)螺栓20進(jìn)行定位，預(yù)壓彈簧可調(diào)螺栓20設(shè)在預(yù)壓上板12與預(yù)壓下板11間，預(yù)壓上板12與導(dǎo)向座板10間通過若干導(dǎo)向立柱21進(jìn)行滑動位移，可調(diào)式氣缸16的上部設(shè)有調(diào)整可調(diào)式氣缸16位移行程的氣缸調(diào)節(jié)螺栓22，導(dǎo)向座板10與預(yù)壓上板12間設(shè)有與導(dǎo)向立柱21相固定的氣缸固定板23，可調(diào)式氣缸16帶動氣缸固定板23與預(yù)壓上板12呈活動式壓接。導(dǎo)向座板10與導(dǎo)向板24固定，導(dǎo)向板24隨導(dǎo)向軌25的調(diào)節(jié)進(jìn)行位移，導(dǎo)向軌25設(shè)在調(diào)節(jié)座26中，調(diào)節(jié)座26的上部設(shè)有與導(dǎo)向板24呈調(diào)節(jié)式定位的導(dǎo)向板調(diào)節(jié)螺栓27，導(dǎo)向板24與調(diào)節(jié)座26通過多塊橫向分布的導(dǎo)向板固定螺栓30定位，調(diào)節(jié)座26中設(shè)有若干條縱向分布的調(diào)節(jié)長孔28，導(dǎo)向板固定螺栓30沿調(diào)節(jié)長孔28進(jìn)行上下位移，調(diào)節(jié)座26通過連接座29與磨床設(shè)備2固定。可調(diào)螺栓7的位移行程為0～20mm，預(yù)壓上板12與預(yù)壓下板11間的位移行程為2～10mm，氣缸調(diào)節(jié)螺栓22的位移行程為0～20mm，導(dǎo)向板調(diào)節(jié)螺栓27的位移行程為0～40mm。

結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示，側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖如圖2所示，調(diào)節(jié)座的側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖如圖3所示。

2 操作方法及進(jìn)行步驟

2.1 工件調(diào)試定位

調(diào)試時將產(chǎn)品放入導(dǎo)板斜面與導(dǎo)輪中間，根據(jù)產(chǎn)品大小來調(diào)整可調(diào)螺栓定位長度位置和調(diào)整氣缸上下位移的預(yù)壓力行程，產(chǎn)品能通過導(dǎo)輪摩擦帶動自傳。

2.2 磨削操作

自動加工時產(chǎn)品通過自動上料機構(gòu)推入導(dǎo)板斜面和導(dǎo)輪中間，同時壓料氣缸位移下降壓緊，產(chǎn)品自傳，進(jìn)給軸進(jìn)給磨削；磨削進(jìn)給參數(shù)設(shè)定，快趨量為4040μm，快趨速為300mm/min，粗磨I量為150μm，粗磨I速為50mm/min，粗磨II量為40μm，粗磨II速為5mm/min，半精磨量為35μm，半精磨速為1.5mm/min，精磨量為20μm，精磨速為0.6mm/min，精磨延時為1s，消隙量為32μm。

圖1 結(jié)構(gòu)示意圖

圖2 側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖

圖3 調(diào)節(jié)座的側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖

2.3 磨削修整

磨削中砂輪修整頻次根據(jù)設(shè)定數(shù)量執(zhí)行，修整參數(shù)設(shè)定補償軸參數(shù)快退速為2000mm/min，空程速為200mm/min，直線修整速為250mm/min，補償速為3mm/min，補償量為30μm，消隙量為5μm；往復(fù)軸參數(shù)快退速為1000mm/min，空程速為300mm/min，消隙量為5μm。

2.4 磨削完成

磨削完成以后進(jìn)給軸退回，進(jìn)給軸參數(shù)快退速為600mm/min，補償速為3mm/min，跟蹤補償量30μm；同時壓料氣缸回位，產(chǎn)品由自重掉入自動皮帶上進(jìn)入理料階段。

板的位移間距和可調(diào)式氣缸的位移間距進(jìn)行微調(diào)，以達(dá)到最佳的磨削效果。

工作原理：工件通過自動上料放置到導(dǎo)板和導(dǎo)輪之間，通過壓料組件下降壓緊。導(dǎo)輪旋轉(zhuǎn)帶動工件旋轉(zhuǎn)，壓料組件中軸承壓降讓工件平衡旋轉(zhuǎn)，砂輪進(jìn)給磨削。導(dǎo)輪、工件、砂輪相互間相反方向旋轉(zhuǎn)。

工件驗收精度：磨削面無燒傷，磨削形狀無棱角，磨削精度符合要求。

3 結(jié)束語

本方案主要在汽車實際使用工況下進(jìn)行了FMEA失效模式分析，為了降低失效風(fēng)險的可能性，從而策劃了產(chǎn)品的優(yōu)化設(shè)計方案。同時，需要研制新的工藝來滿足新的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的加工，新工藝的研制過程需要研究新的機構(gòu)裝置來滿足工藝設(shè)計的要求。

對于本研究中的三銷架無心磨削預(yù)壓機構(gòu)及其操作方法，其結(jié)構(gòu)緊湊，進(jìn)一步提升了磨削精度、產(chǎn)品品質(zhì)。產(chǎn)品方面結(jié)構(gòu)優(yōu)化，取消了受力部位的工藝孔，避免了工藝孔影響產(chǎn)品性能強度，降低了產(chǎn)品的斷裂失效風(fēng)險。新結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品需要保證滾道配合尺寸的精度，需要研制新的工藝、預(yù)壓機構(gòu)實現(xiàn)工藝過程的控制，從而保證產(chǎn)品的質(zhì)量、穩(wěn)定性。