3MK1812B推力角接觸球軸承溝道磨床

侯喜林 閆漢超

（洛陽軸承研究所有限公司，洛陽 471039）

在所有軸承磨削加工設備中，內表面磨削具有表征意義。外溝和內徑磨削均屬于內表面磨削[1]?，F有磨床3MK1410B的工件軸線與砂輪軸線的夾角為0°，更適合磨削加工軸承外圈的內徑和深溝球軸承的外圈溝道。若用來磨削加工如鉆井軸承外圈（見圖1）的溝道，則砂輪會被修整成圓心角不大于180°的圓弧形，只用砂輪的單側對外圈進行磨削，造成砂輪損耗大且溝道受力不均勻。鑒于此，對3MK1410B磨床上進行合理化改造，改造成為3MK1812B推力角接觸球軸承溝道磨床，使之滿足對這種軸承外圈的精磨加工。

圖1 軸承外圈圖

1 工作原理及總體布局

1.1 工作原理

考慮對前文提到的軸承外圈采用切入式磨削。在電磁無心夾具中心線與電主軸的中心線夾角為135°時進行磨削軸承外圈，磨削示意見圖2[2]。

圖2 磨削示意圖

1.2 總體布局

根據設計思路對3MK1812B磨床的總體布局如圖3所示，三維示意圖見圖4。工件拖板上墊板6和修整器1都安裝在工件拖板9上方；工件箱3固定在工件箱下墊板4上方，工件箱下墊板4在能以工件拖板上墊板6上的一中心旋轉45°，支承座5同樣安裝在工件箱下墊板4上方，電磁無心夾具2安裝在工件箱3的前端面；磨頭座10安裝在磨架拖板11上。

圖3 總體布局圖

圖4 三維示意圖

2 主要結構設計

3MK1812B的控制系統采用針對磨床控制的專用數控系統，整機實現全數字化控制，具有砂輪修整功能，并將修正后的砂輪數據作為刀具數據計入數控系統[3]。控制系統具有人機對話功能，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。

2.1 工件進給結構設計

工件進給機構作為磨床的關鍵部件，其精度直接影響軸承外圈加工質量。本磨床采用交流伺服電機——滾珠絲杠機構，如圖5所示。交流伺服電機通過彈性聯軸器帶動滾珠絲杠轉動。滾動螺母固連在進給拖板上，帶動拖板直線運動。拖板由高剛度、高靈敏度的十字交叉滾子導軌支承。采用交流伺服電機既能滿足循環過程中多種速度的大小及方向變化的自動控制要求，又可避免低進給速度下產生爬行的弊端，同時可實現砂輪修整補償運動，使機床結構簡單。

圖5 工件進給結構示意圖

此外，3MK1812B磨床最大的改進在于，在原有磨床3MK1410B工件拖板上方固定一大塊工件拖板上墊板。工件箱體和工件箱下墊板能夠一體式在工件拖板上墊板上的沿著大圓弧形截面式T型槽內旋轉，實現了在電磁無心夾具中心線與電主軸的中心線的夾角調整為135°時進行磨削。這樣的優點在于切入式磨削時能夠有效利用砂輪且軸承外圈受力均勻。

2.2 修整器

所用修整器為單點式金剛筆修整器，具有倒抬和圓弧修整功能，有簡單易于控制砂輪的形狀特點[4]。修整器整體固定在工件拖板上墊板上，與工件箱一同隨工件拖板前后進給修整砂輪。調整修整器后方的調整座上的調節絲桿，可以微調修整器金剛筆與砂輪的相對位置（前后方向）。另外，修整器能在固定工件拖板上墊板上面的導向平鍵滑動，控制修整器金剛筆與砂輪的相對位置（左右方向）。修整器示意圖如圖6所示。

圖6 修整器示意圖

2.3 磨架拖板結構

磨架拖板結構由砂輪電主軸、磨架及交流伺服電機——滾珠絲杠機構（與工件拖板類似，不再贅述）組成，實現了砂輪旋轉和磨架左右行復合運動[5]。此外，磨頭座的后側和前側各有一個調節結構，實現了兩個方向上的微調。磨架結構示意圖如圖7所示。

圖7 磨架結構示意圖

3 使用結果

用50個某軸承外圈在磨床3MK1812B上進行磨削試驗，結果表明其達到了相關的精度要求，見表1。

表1 軸承外圈磨削試驗的參數

4 結語

通過對磨床3MK1410B進行改造，實現了最初的設計目標。另外，3MK1812B推力角接觸球軸承溝道磨床除了能夠精磨前文提到的鉆井軸承外圈外，還能通過旋轉工件箱使電磁無心夾具中心線與電主軸的中心線夾角在90°～135°內變動，以加工其他接觸角的推力球軸承。由于3MK1812B磨床是手動上下料，效率有待提升，有必要在以后的工作中實現該磨床的自動化。