圓柱滾子雙端面磨削質(zhì)量的保證方法

李淑平，許瑞濱，劉廣義

（哈爾濱軸承集團(tuán)公司 鐵路軸承制造分廠，黑龍江 哈爾濱 150036）

1 前言

在雙端面磨床上，同時(shí)磨削工件兩個(gè)端面,是一種高效磨削方式。大批量生產(chǎn)的情況常用的送進(jìn)方法有直線貫串式、圓弧貫串式，前者適用磨削寬度小于其直徑的工件，后種送進(jìn)方式適用較小尺寸其寬度大于直徑的工件。圓柱滾子雙端面是采用圓盤進(jìn)料方式的雙端面磨床，即圓弧貫串方式的磨削方法見圖1。圓柱滾子端面是磨削其他工序的主要定位基準(zhǔn)面，它的加工精度影響后工序的磨削質(zhì)量，也影響軸承的使用性能和壽命。為保證滾子兩側(cè)端面的質(zhì)量，采用圓盤進(jìn)料方式的雙端面磨削，須遵循和掌握一些相應(yīng)的機(jī)床調(diào)整和磨削方法，由于被加工表面也是定位面，可避免定位誤差的疊加，它的兩個(gè)端面可達(dá)到較高的精度，平行和彎曲度可控制在0.003mm之內(nèi)，相應(yīng)尺寸差可控制在0.02mm之內(nèi)。圓柱滾子兩側(cè)端面磨削采用自動(dòng)測量，自動(dòng)上料等裝置，實(shí)現(xiàn)了磨削全自動(dòng)化，大大減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了生產(chǎn)效率。

圖1 磨削方式和砂輪調(diào)整

2 保證機(jī)床穩(wěn)定工作的基本措施

2.1 確保機(jī)床及主軸的剛性抗振能力和熱穩(wěn)定性

（1）工件進(jìn)入加工區(qū)每一端面的承受的磨削力可分解三個(gè)分力：Px、Py、Pz（見圖2），在不同磨削區(qū)，力的大小要發(fā)生變化。由于機(jī)床同時(shí)磨削多個(gè)工件的兩端面，作用在機(jī)床上這些力之和磨削力產(chǎn)生的振動(dòng)比較大，產(chǎn)生的熱量也大。要求機(jī)床本身和安置基礎(chǔ)要有較高剛性和防振性，并需適時(shí)進(jìn)行檢測。為消除溫度變化對機(jī)床的影響,冷卻液油箱的容積要足夠大和油箱位置要分開。

（2）對機(jī)床砂輪主軸軸承要施加適當(dāng)預(yù)緊力和潤滑，以提高主軸的剛性和好的旋轉(zhuǎn)狀態(tài)。

圖2 滾子磨削面及受力

2.2 確保料盤旋轉(zhuǎn)和定位精度

送料盤要控制擺差,運(yùn)轉(zhuǎn)要平穩(wěn)，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)調(diào)整.料盤送料孔要鑲套,要用耐磨材料或硬質(zhì)合金制成，保持內(nèi)孔與送料盤中心線平行，孔徑與工件有適當(dāng)和穩(wěn)定的間隙。

2.3 確保砂輪修整質(zhì)量穩(wěn)定

雙端面磨床對砂輪的修整方式有直線進(jìn)給式和搖擺式，直線進(jìn)給式存在滑動(dòng)面防塵和磨損快的問題，修整臂伸長后剛性不好，影響修整效果，應(yīng)選擇搖擺式的修整方法和調(diào)整好砂輪的修正基準(zhǔn)位置和磨削基準(zhǔn)位置,確保工件的表面質(zhì)量和尺寸精度。

3 調(diào)整砂輪傾斜角度和位置

雙端面磨削加工出的工件端面質(zhì)量很大程度取決于兩片砂輪在水平和垂直兩方向傾斜度的調(diào)整，兩片砂輪工作時(shí)相對位置適當(dāng)，才會(huì)對工件端面有合理的磨削狀態(tài)和磨削過程。

3.1 砂輪角度的調(diào)整

砂輪角度的調(diào)整如圖1 所示：為取得對工件適當(dāng)?shù)哪ハ鬟^程，要使砂輪形成開口狀態(tài)，其方向通常是垂直平面內(nèi)上小下大（如圖1上側(cè)圖），水平平面內(nèi)前大后小（如圖1下側(cè)圖所示），水平調(diào)整量一般為垂直調(diào)整量的兩倍以上。工件磨削過程隨料盤轉(zhuǎn)動(dòng)，工件與砂輪型面相交兩條空間曲線，如圖1右側(cè)圖所示形態(tài)，使工件在通過砂輪型面時(shí)獲得理想的磨削區(qū)、光磨區(qū)和無火花退出區(qū)。

3.2 砂輪型面與工件位置的調(diào)整

工件磨削過程，要形成如圖2 左側(cè)示圖所示砂輪型面與工件端面的相交面Δ。工件進(jìn)入砂輪磨削區(qū)其兩端面與砂輪型面應(yīng)是局部接觸，工件端面的磨削是由局部開始，被磨削時(shí)在料盤的料套內(nèi)產(chǎn)生自轉(zhuǎn)而使其端面被全部磨削。

圖3 用樣板法調(diào)整砂輪傾角

3.3 砂輪傾斜角度的測量

砂輪的傾斜角度通常用調(diào)整樣板調(diào)整（如圖3所示），表針在前后點(diǎn)的測量差值Δx為水平調(diào)整量，上下兩點(diǎn)的測量差值Δy為垂直調(diào)整量，由此可得：

水平調(diào)整角：Jx=tg-1Δx/D，

垂直調(diào)整角：Jy=tg-1Δy/D，

調(diào)整比：Δx/Δy，

式中：D——為調(diào)整樣板上測點(diǎn)直徑。

以磨削ф20×20mm的滾子為例：已知調(diào)整樣板直徑D=300mm，工件與料盤中心距R=290mm，砂輪與料盤中心距L=440mm，工件磨削區(qū)與水平夾角±40°范圍，取兩組調(diào)整參數(shù)見表1 。

表1 兩組調(diào)整參數(shù)對比

4 結(jié)束語

上述方法是保證圓柱滾子雙端面處于正常磨削狀態(tài)的基礎(chǔ)，另外滾子外圓的圓度、錐度、圓柱母線凸出量等形狀偏差，滾子倒角的對稱性也是常見的影響因素；磨削液的清潔度也對圓跳動(dòng)質(zhì)量有影響。所以為提高滾子端面質(zhì)量也應(yīng)對有關(guān)影響因素做出綜合控制的措施。