切入式雙端面數(shù)控軸承磨床的加工方法

史乃軍 張崇山 陳運(yùn)生 李海林

（濮陽(yáng)貝英數(shù)控機(jī)械設(shè)備有限公司，河南 濮陽(yáng) 457000）

1 現(xiàn)狀分析

目前，國(guó)內(nèi)在軸承套圈的雙端面磨削加工中，一般采用貫穿式、往復(fù)式和立式磨削加工技術(shù)。并且多為傳統(tǒng)的人工操作，自動(dòng)化程度低，容易出現(xiàn)劃邊缺陷，散差大、精度低，工作效率低，人工勞動(dòng)強(qiáng)度大，已不能滿足現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)的需要。主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

圖1 貫穿式

圖2 往復(fù)式

1.1 影響產(chǎn)品質(zhì)量

立式平面磨床多為單面磨削，需兩次定位、兩次磨削，定位誤差和加工誤差較大，套圈寬度變動(dòng)量大；貫穿式雙端面磨削（圖1）的加工速度快、效率高，但出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題的幾率大，精度指標(biāo)滿足不了市場(chǎng)的需要；往復(fù)式雙端面磨削（圖2）由于砂輪軸角度的調(diào)整，操作不便，容易出現(xiàn)散差和劃邊缺陷［1］。

1.2 成本高，生產(chǎn)效率低

由于傳統(tǒng)設(shè)備自動(dòng)化程度低或完全人工操作，其加工的產(chǎn)品合格率低，且勞動(dòng)強(qiáng)度大，一致性差，并且增加了制造成本和勞動(dòng)成本。

1.3 自動(dòng)化程度不高

生產(chǎn)制造過(guò)程不能實(shí)現(xiàn)各工序的自動(dòng)化聯(lián)線生產(chǎn)，不能有效控制產(chǎn)品質(zhì)量，不能滿足現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)的需要。

2 切入式雙端面數(shù)控機(jī)床

本機(jī)床為全數(shù)字控制的自動(dòng)磨床，主要應(yīng)用于軸承套圈的端面磨削加工。機(jī)床的控制系統(tǒng)采用目前先進(jìn)的針對(duì)磨床控制的專用數(shù)控系統(tǒng)，整機(jī)實(shí)現(xiàn)全數(shù)字化控制，具有在線檢測(cè)測(cè)量功能，以及砂輪修整功能，并將修正后的砂輪數(shù)據(jù)作為刀具數(shù)據(jù)計(jì)入數(shù)控系統(tǒng)。控制系統(tǒng)具有人機(jī)對(duì)話功能，采用LCD液晶屏幕顯示，并有故障自診斷功能，操作方便，故障率低。

切入式雙端面機(jī)床主要由上下料、工件進(jìn)給拖板、砂輪軸、砂輪進(jìn)給拖板、床身底座及砂輪更換裝置組成。上下料中的液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)工件旋轉(zhuǎn)，工件進(jìn)給拖板把工件送至兩片砂輪中磨削位置開(kāi)始磨削，砂輪進(jìn)給并且由修整器同時(shí)修整砂輪。如圖3所示：

圖3 切入式雙端面數(shù)控磨床結(jié)構(gòu)示意圖

2.1 工作原理

首先，通過(guò)自動(dòng)上下料裝置將工件置于液壓驅(qū)動(dòng)輪和下支輪上，由自動(dòng)裝卡裝置夾緊工件；然后工件加緊氣缸和工件定位氣缸退回，液壓驅(qū)動(dòng)輪旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)工件轉(zhuǎn)動(dòng)；砂輪罩打開(kāi)，工件伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)工件上拖板前進(jìn)，把工件送至磨削位置；然后，工件兩側(cè)的砂輪進(jìn)給伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)砂輪前進(jìn)向工件靠近，開(kāi)始磨削；最后，工件磨削完畢，兩砂輪退回，工件也退回初始位置，砂輪罩封閉，工件停止旋轉(zhuǎn)，壓輪抬起，工件由自動(dòng)裝卡位置退出，這樣軸承套圈的雙端面磨削全過(guò)程就完成了。

本裝置的優(yōu)越性：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便。工作過(guò)程中，換帶時(shí)間短、速度快，噪音低，動(dòng)作穩(wěn)定可靠，調(diào)整簡(jiǎn)單，精度穩(wěn)定。從而節(jié)約了時(shí)間，降低了成本，又可滿足批量加工的需要，大大降低工作強(qiáng)度，提高勞動(dòng)效率。

2.2 套圈的旋轉(zhuǎn)

本機(jī)床一改其他磨削方式被加工件處于被動(dòng)的狀態(tài)，使被加工件置于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，在磨削過(guò)程中必須穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)，從而保證被加工件（軸承套圈）達(dá)到較高的平面度要求。

套圈有兩種旋轉(zhuǎn)方式：①靠砂輪帶動(dòng)套圈旋轉(zhuǎn)，我們稱之為“自由旋轉(zhuǎn)”適用小套圈。②借助外力驅(qū)動(dòng)套圈旋轉(zhuǎn)，我們稱之為“被動(dòng)旋轉(zhuǎn)”適用大套圈。

2.2.1 “自由旋轉(zhuǎn)”

套圈靠砂輪帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)，兩片砂輪向同一方向旋轉(zhuǎn)，砂輪覆蓋套圈70%左右，適用外徑OD＜360mm。套圈位置，只有把工件放置在砂輪合理的位置，才能實(shí)現(xiàn)工件的“自由旋轉(zhuǎn)”。

2.2.2 “驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)”

對(duì)于大慣性的大套圈只靠砂輪很難控制其旋轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性，因此采用被動(dòng)旋轉(zhuǎn)方式控制套圈的旋轉(zhuǎn)，在磨削過(guò)程中更為有效，適用外徑OD＞300～350mm。

2.3 修整器

固定式修整器，單點(diǎn)式，最易控制砂輪的結(jié)構(gòu)，修整速度慢，修整時(shí)間長(zhǎng)，磨損量大；多點(diǎn)式，修整速度更快，修整時(shí)間減短，磨損量更低。

2.4 用于軸承磨削的砂輪

砂輪采用樹(shù)脂結(jié)合劑，高強(qiáng)度，高抗彎，抗沖擊，低溫磨削，自行脫落，白鋼玉磨料具有脆、硬、鋒利等特點(diǎn)。

2.5 機(jī)床的維護(hù)

機(jī)床為全封閉防護(hù)罩，液壓箱獨(dú)立放置，內(nèi)有機(jī)床沖洗裝置，絲杠和導(dǎo)軌自動(dòng)潤(rùn)滑，有利于機(jī)床長(zhǎng)期穩(wěn)定工作，維護(hù)方便。

3 使用效果

不需調(diào)節(jié)磨頭（部分方案）可保證恒定且可靠的磨削質(zhì)量，只需調(diào)整程序中磨削余量設(shè)置，不需要調(diào)整磨頭。兩片砂輪平行，容易修整。磨削過(guò)程中，工件之間無(wú)其他接觸，上下料過(guò)程無(wú)碰傷，兩端應(yīng)力相等，無(wú)振紋、高效率、高精度。

4 結(jié)束語(yǔ)

軸承套圈的雙端面磨削，在其他工序磨削中以及在軸承的使用過(guò)程中，起到了重要的作用，主要是雙端面的平行差和安裝定位很重要，本設(shè)備能解決所遇到的問(wèn)題，提高自動(dòng)化生產(chǎn)精度，經(jīng)濟(jì)效益顯著。

［1］上海機(jī)床廠“七.二一”工人大學(xué).磨床設(shè)計(jì)制造［M］.上海：上海人民出版社，1972.