斷續圓弧表面磨削加工方法探索

摘 要：本文描述內外圓環形表面斷續磨削加工工藝方法探索。為了滿足被加工零件的技術要求，通過分析研究采用磨床輔助系統解決內外圓表面斷續磨削的工藝問題，從而拓展磨床加工范圍，提升磨床加工能力，提高產品質量。

關鍵詞：磨床輔助系統；工藝裝備；分度機構；擺動精度；間隙調整

中圖分類號：V23 文獻標識碼：A

磨削加工是機械加工制造業中的一項重要加工方法。一個復雜的發動機零件從最初毛坯的成型，經過粗加工、半細加工、細加工、精加工等等多多道才能完成，而磨削加工正是精加工工序中應用最為廣泛的一種非常成熟的方法。磨削加工往往就是工件的最后一道工序，決定了產品最終的精準性能、物理性能、使用性能以及產品的美觀性能，決定了產品的質量和價值。隨著發動機品質的不斷提升，對零部件的精度和表面質量提出了更高的要求。對于這樣一類零件的制做，傳統的方法都是比較笨拙的。一般都是通過銑削的方法將零件的形狀粗銑成型，在此基礎上進行手工的鉗修和拋光打磨。這樣加工出來的零件雖然尺寸滿足了設計要求，但是零件表面的光整度卻不能滿足要求。另外對操作者的技術水平的要求也是很高，并且勞動強度大，加工質量隨機變化較大。

1 產品的結構分析

如圖1，在零件的內外表面上，都有8個均布的凸臺。正是這些凸臺使正常的內外圓磨削加工不能實現。以往我們都是采用銑削加工輔以分度機構來完成，或在數控銑床上進行加工。隨著時代的發展，對發動機的零部件的技術要求越來越高，以往的加工方法早已落后。零件的精度和粗糙度要求它必須在磨床上才能保證，顯然通用的內外圓磨床無法實現這一要求。

2 加工工藝分析

2.1 設計分度機構

分度機構確保了定位盤和分度盤每一個相對位置的準確性。由于被加工表面是八段圓弧按圓周均布，若要保證八段圓弧一次裝夾完成加工，必須采用分度結構來實現。為了減小體積，減輕重量，方便使用，本裝置采用了最常用的軸向插銷方法，這種方法簡單可靠，精度高，很適合在這樣比較小的結構中采用。同時為了保證插銷不妨礙零件表面的加工，本設計給出了兩個插銷位置，當某一位置影響零件磨削加工時，可以插在另一個位置上。見圖2 。

2.2 設計擺動機構

擺動機構是實現擺動磨削的關鍵機構。對擺動機構的要求：a.擺動時要平穩可靠，不允許有軸向的竄動和徑向的跳動，否則將會影響被加工表面的精度和加工質量。b.擺動范圍要保證滿足被加工零件的技術要求，所以要求環槽和止動銷有較高的精度，它們的精度決定了被加工零件的最終精度。c.由于磨削過程中擺動非常頻繁，要求分度盤的材質具有較好的耐磨性和柔韌性。

根據被加工零件的特點和加工環境，采用了止動銷和滑槽的結構。通過換算得出滑槽的弧度，滑槽的弧度決定了擺動的范圍。通過擋銷和滑槽的配合，使轉盤的旋轉范圍得到了精確的控制。較好地滿足了工藝的要求。

2.3 采用轉動付結構

在磨削過程中，被加工零件的每一段圓弧的磨削都需要很多次的擺動才能完成。由于擺動時分段進行的，在工作中總是給旋轉副施加一個偏重的摩擦力，這個力對旋轉副有著很大的破壞作用，極大地降低了旋轉副的使用壽命和工作精度。因此，對旋轉副提出了很高的要求。結合零件的特點和工藝要求精度，參照各類旋轉副的使用情況，著重比較了普通滾動軸承和滑動軸承，最終采用了滾針軸承。滾針軸承的特點主要有：a.旋轉精度高，適合航空發動機零件的工藝要求。b.徑向體積小適合此類零件采用。

2.4 產品的定位與夾緊機構設計

（1）按照零件的工藝要求對零件進行軸向和徑向的精確定位。角向定位采用了彈性定位銷的結構。保證了多個角向位置都能進行定位，增大的被加工零件的使用范圍。（2）本零件沒有合適的壓緊位置。為了滿足加工的要求，考慮到磨削力的作用大小，采用了小型的薄壓板。

2.5 裝置的間隙控制與調整

加工過程中，必須保證反復的擺動平穩、無卡滯現象。工裝制造完成后一定要精心調整。反復調整鎖緊螺母，保證間隙在0.02～0.03。工裝在機床上固定安裝好后，首先要找正工裝。（1）找正工裝的中心。（2）確定磨削的初始位置。當機床啟動，磨削開始時，操作者搖動手柄作往復的擺動。這就是擺動磨削的形成。

3 研究與探索

目前本方法已經得到了使用單位的應用。已經形成了固定的加工模式。經過使用證明擺動的磨削方法大大的提升了零件的加工精度和加工效率。有待提升的地方還有：如何進一步提高擺動的精度。目前的擺動精度還不是很高，對于那些工藝要求比較高的零件還不能適用。有待于進一步提高擺動的精度。如何提高結構的壽命。在材料的選擇上，我們選用了比較耐磨的材料，但在使用中我們發現依然有較大的磨損，對結構的精度和壽命都有一定的影響。有待于進一步提高旋轉副的壽命。

結語

此結構大大地拓展了內外圓磨床的加工能力和加工范圍，使磨床的潛能得到了進一步的發揮。如果這種結構經過進一步的完善，建議做為一種通用的工藝裝備，或是磨床的輔助設備。這樣就能進一步發揮內外圓磨床的使用效率，擴大加工范圍，進而創造出更大的經濟效益。

參考文獻

[1]機械工程手冊/機械工程手冊編輯委員會編.機械工程手冊[M].北京：機械工業出版社，1982.

[2]韓榮第，王揚，張文生.現代機械加工新技術[J].現代機械加工新技術，2003.

[3]秦國華.機床夾具的現代設計方法[J].機床夾具的現代設計方法，2006.