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程中，平面磨傷及劃傷一直沒有從根本上解決，每天檢查員都能檢出2～3%平面磨傷和劃傷等不合格品，返修時對于沒有牙口的套圈，可以通過寬度尺寸過磨來挽救；而對于有牙口的套圈，寬度尺寸過磨會破壞牙口的位置，壓蓋后成品質量不合格，所以有牙口的套圈平面不允許過磨，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題，分析一下產生問題的原因，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。套圈進入磨削送料機構后，沿著上、下導板通過兩個異向旋轉砂輪，磨掉套圈兩個端面余量，從而獲得相互平行的兩個端面。

圖1 貫穿式雙斷面磨削示意圖

磨削前必須調整好兩個砂輪的相對位置，使其在水平面內傾斜一個適當的角度，使砂輪進口大于出口，從而均勻地磨去套圈端面的余量。為使兩個砂輪在垂直平面上平行，可以對它們進行調整。

3 原因分析及調整方法

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

圖2 常見磨傷及劃傷示意圖

3.1 兩砂輪在水平面內相對傾斜角度的影響及調整方法

若想均勻磨去余量，使套圈端面獲得光滑的表面，兩砂輪在水平面內必須傾斜一個適當的角度，使砂輪進口處寬度大于出口處寬度，如圖3所示。套圈端面磨削經過粗磨——細磨——光磨三個過程，使套圈在磨削區域受力均勻，運動平穩，易獲得光滑的表面，不容易產生磨傷。但兩個砂輪端面在水平面內的傾斜角度不能過大或過小，若兩砂輪端面在水平面內傾斜角度過大，那么進口一側磨削量小，余量都集中在出口一側，使出口一側磨削深度增加，磨削力增大，沒有光磨階段，表面粗糙增高，砂輪末在出口處增多，如果不能及時排出，產生堆積，套圈移動阻力增大，在出口處產生歪斜，套圈平面邊緣容易產生刀削形磨傷，如圖2 b所示，同時堆積的砂輪末還會劃傷套圈端面，如圖2 e所示；若兩個砂輪端面在水平面內相對斜量過小，進口處的擋板和導板之間的距離稍大一點，套圈進入砂輪磨削之前，由于運行不順暢，容易斜撞在砂輪外圓邊緣上，結果在套圈端面邊緣倒角處就會多磨掉一塊，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，必須調好兩個砂輪在水平面內相對傾斜角度，一般用一個平面已磨好的同樣型號套圈，塞入兩個端面的進、出口處，根據套圈端面與砂輪的松緊程度來測定兩個砂輪在水平面內的傾斜量，即把套圈塞入較松的一端，然后轉動進給手柄，使砂輪軸向移動，直至使套圈松緊度和另一端一樣為止，這時從手柄刻度盤上讀到的砂輪軸向移動距離，就是兩個砂輪在水平面內相對的傾斜量，一般兩個砂輪在水平面內傾斜量最好小于等于加工余量的一半。

3.2 進出口導板的影響及調整方法

圖3 在水平面內兩砂輪傾斜角度示意圖

臥式MZ7675雙端面磨床沒有固定的調整基準，一般習慣把右砂輪端面作為調整進、出口導板位置的基準。為了保證工件在進入和退出磨削區域時和貫穿磨削過程中的運動方向不發生改變，應調整進出口導板與右砂輪端面平行，而且保持一定的高度關系。如果磨削時導板與砂輪不平行或砂輪相對導板過高或過低，都會使套圈進入磨削區或離開磨削區時發生傾斜，使套圈端面局部產生啃傷或刀削形磨傷現象，如圖2 a、2b所示，導板調整不當造成的磨傷深度大，無法修復。經過試驗，一般右砂輪端面比進口導板高出量不大于1/2端面的磨削余量，右砂輪比出口導板高出0.03mm左右即可,見圖4。

圖4 右砂輪端面與進出口導板的相對位置示意圖

3.3 砂輪端面修整及端面幾何形狀的影響與調整方法

磨削過程中由于摩擦原因，砂輪磨粒將逐漸變鈍，切削性能降低，磨削工件時作用在磨粒上的切削壓力不斷增大，當壓力增大到一定程度時，有些磨粒會發生崩裂，另有些磨粒則整個脫落下來，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，造成砂輪工作表面粗糙，磨削時，使套圈表面粗糙度值增大。在出口處擋板與導板距離稍大時，容易產生橫條形磨傷，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，磨削時套圈端面邊緣會產生“白邊”磨傷，如圖2 d所示。凸起過大，磨削時，套圈的運動方向發生改變，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量工件后，如發現平行差變大，表面粗糙度增大時，必須及時修整砂輪，否則將影響加工質量。

修整砂輪時，調整好修整器，修整速度不能過快，保證砂輪工作面具有較小的粗糙度；同時也不能使砂輪工作表面過凹或過凸，必須接近平直，保證套圈在磨削區域移動方向一致，否則都會造成套圈端面啃傷，如圖2 a所示。

3.4 進出口擋板的影響及調整方法

若套圈進出口擋板與導板之間的距離過大，且不平行，則套圈定位性不好，進出磨削區產生歪斜，造成套圈端面磨傷；若套圈進出口擋板與導板之間的距離過小，則工件運動阻力大，工件進給不均勻，也會造成磨傷和劃傷。所以根據實際經驗，進口擋板與導板之間的距離用沒加工過的套圈進行調整，若套圈運動時不產生歪斜順利通過，則距離合適且相互平行；出口擋板與導板之間距離應比加工后的套圈寬0.1mm左右即可。

但在磨削外徑較小的套圈平面時，出口擋板與下導板距離調整得很近,出口處的空間較小，當工件移動到砂輪出口時，出口擋板擋住工件的同時，也阻礙了砂輪末的排出，這時冷卻水不能將砂輪末完全沖掉，剩余的砂輪末會把套圈劃傷，同時也會阻礙套圈運動，使套圈歪斜，被砂輪磨傷。針對這樣情況對出口擋板進行了改進，在原來的擋板上開了一長孔，如圖5所示，砂輪末能從這個孔排出一部分，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象。

圖5 改進前后出口擋板的結構

3.5 上、下導板影響及調整方法

磨削時，上、下導板寬度必須比套圈幅高窄一些，避免碰到砂輪工作面，但不能過窄，過窄會使套圈運動不平穩，套圈端面會產生“白邊”磨傷現象。一般上、下導板的寬度比套圈幅高窄2～3mm為好。另外還要適當調整下導板，使其進口高、出口低，工件能夠順利滾出。

3.6 砂輪進給量的影響

左右砂輪進給量必須均勻,保持導板與砂輪端面之間的正確位置，從而保證工件磨削時的運動方向始終保持一致，避免工件磨傷。

4 結論

通過以上幾個方面的分析，并在現場進行實際調整和對出口擋板進行改進，然后進行磨削試驗，共磨削了五個規格的產品各5 000件，共計加工2 5000件，出現平面傷只有9件，不合格率只有0.036%。

從試結果看出，磨傷和劃傷數量大大減少。因此可以得出結論，按照以上幾個方面調整機床，并對出口擋板加以改進，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，減少返修帶來人力和能源的浪費，降低加工成本。