圓柱滾子雙端面磨削質量的保證方法

李淑平，許瑞濱，劉廣義

（哈爾濱軸承集團公司 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，同時磨削工件兩個端面,是一種高效磨削方式。大批量生產的情況常用的送進方法有直線貫串式、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面，它的加工精度影響后工序的磨削質量，也影響軸承的使用性能和壽命。為保證滾子兩側端面的質量，采用圓盤進料方式的雙端面磨削，須遵循和掌握一些相應的機床調整和磨削方法，由于被加工表面也是定位面，可避免定位誤差的疊加，它的兩個端面可達到較高的精度，平行和彎曲度可控制在0.003mm之內，相應尺寸差可控制在0.02mm之內。圓柱滾子兩側端面磨削采用自動測量，自動上料等裝置，實現了磨削全自動化，大大減輕了勞動強度，提高了生產效率。

圖1 磨削方式和砂輪調整

2 保證機床穩定工作的基本措施

2.1 確保機床及主軸的剛性抗振能力和熱穩定性

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

（2）對機床砂輪主軸軸承要施加適當預緊力和潤滑，以提高主軸的剛性和好的旋轉狀態。

圖2 滾子磨削面及受力

2.2 確保料盤旋轉和定位精度

送料盤要控制擺差,運轉要平穩，發現問題及時調整.料盤送料孔要鑲套,要用耐磨材料或硬質合金制成，保持內孔與送料盤中心線平行，孔徑與工件有適當和穩定的間隙。

2.3 確保砂輪修整質量穩定

雙端面磨床對砂輪的修整方式有直線進給式和搖擺式，直線進給式存在滑動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，應選擇搖擺式的修整方法和調整好砂輪的修正基準位置和磨削基準位置,確保工件的表面質量和尺寸精度。

3 調整砂輪傾斜角度和位置

雙端面磨削加工出的工件端面質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整，兩片砂輪工作時相對位置適當，才會對工件端面有合理的磨削狀態和磨削過程。

3.1 砂輪角度的調整

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

3.2 砂輪型面與工件位置的調整

工件磨削過程，要形成如圖2 左側示圖所示砂輪型面與工件端面的相交面Δ。工件進入砂輪磨削區其兩端面與砂輪型面應是局部接觸，工件端面的磨削是由局部開始，被磨削時在料盤的料套內產生自轉而使其端面被全部磨削。

圖3 用樣板法調整砂輪傾角

3.3 砂輪傾斜角度的測量

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

水平調整角：Jx=tg-1Δx/D，

垂直調整角：Jy=tg-1Δy/D，

調整比：Δx/Δy，

式中：D——為調整樣板上測點直徑。

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

表1 兩組調整參數對比

4 結束語

上述方法是保證圓柱滾子雙端面處于正常磨削狀態的基礎，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質量有影響。所以為提高滾子端面質量也應對有關影響因素做出綜合控制的措施。