浅谈提高普通外圆磨床加工精度的方法.pdf

精密制造与自动化
0年第2期
。oee9
工艺与装备
浅谈提高普通外圆磨床加工精度的方法
陈建
上海理工大学机槭工程学院(200093)
摘要在磨床磨削过程中,工艺方法的选择及优化起着非常重要的作用。结合普通外圆磨床磨削的实际观察
和比较,提出了一些可以提高普通外圆磨床磨削精度的方法和措施。在生产中有指导的作用
关键词外圆磨床磨削加工磨削精度
在大型工程机械制造企业磨削表面粗糙度的切削长度也很短。即不仅是工件速度,砂轮径向
R20.02~0.04m、精度A~5的工件时,都是在昂切入量也变小。特别是在外圆切入磨削中砂轮和工
贵的高精度磨床或磨削加工中心上进行。但一般工件接触时进行切入场合,即使工件旋转一周砂轮的
程机械制造企业却没有高精度磨床,要磨削出这样径向切入量很小,在切入的瞬间,膳粒也会受到很
低表面粗糙度、高精度的工件是非常困难的。结合大的切入负荷。因此,单位工件旋转一周砂轮径向
普通外圆磨床的磨削经验,并进行必要的检测、修的切入量很小,切入送进的间隙也必须很小。
刮和调整,通过修整和精细的平衡砂轮,在磨粒上
合适修整出更多的等高微刃,就完全可以实现超高2磨床的检修
精度、低粗糙度的磨削,能有效地磨削出精度4
1)床身导轨的检测与修刮
6,粗糙度R20.02~0.04um的零件。该法简单,方
床身导轨在垂直面内的直线度误差对零件尺寸
便易行,效果甚佳。
精度的影响,如图1所示。近似地可表示为
1超精密磨削原理
2(R+r
超精密磨削是利用砂轮工作面上可以修整出大式中:△rー工件磨削直径的变化量;
量等高的磨粒微刃这一特性得以实现的。这些等高
工件中心与砂轮中心的高度差
磨粒微刃可从工件表面切除具有微观缺陷和微观尺
R
砂轮半径
寸形状误差的微小余量,磨粒将承受很高的应力,
工件的半径
其切削刃表面受到高温和高压作用。对于普通材料
砂轮
工件
的磨粒,在这种高剪切应力作用下,磨粒很快磨损
或崩裂,以随机方式不断形成新切削刃,不易获得
低粗糙度的表面,因此要采用人造金刚石或立方氮
化硼等高硬度麾料砂轮,可获得很高的磨削精度。
此外,由于等高磨粒微刃的大量存在,在磨削用量
适当的前提下,可在加工表面留下大量极微细的切
图1工件磨削直径的变化量
削痕迹,从而获得很低的表面粗糙度值。由于在无
火花磨削阶段存在明显的摩擦、滑挤、抛光和压光
由于δ很小,而R和r一般很大,所以Ar是
作用,故可使表面粗糙度值进一步降低
很小的。由此可见,床身导轨在垂直面内的直线度
对于粒度很高的超微粒砂轮在超精密磨削情況对零件尺寸的直接影响很小。床身导轨在水平面内
下,磨粒容易被埋没,不仅磨粒的切入深度很小,磨粒直线度误差对工件尺寸精度的影响,如图2所示。
陈建浅谈提高普通外圆磨床加工精度的方法
垂直平面内直线度≤0.01mm/m:接触点要求12
14点/25
2
磨头主轴轴线
2)砂轮架导轨的检测与修刮
ン发生偏转后头尾架的中心连线
砂轮架V形导轨经检修后应达到以下精度要
=+头尾架理想中心连线
求:垂直平面内直线度在全部长度上≤0.0!mm;接
触点要求10~12点/25mm×25mm。砂轮架平导轨
图2工件轴线某一点相对主轴轴线的偏移量
经检修后应达到以下精度要求:对V导轨的平行度
在全部长度上≤0.02mm/m:;接触点要求10~12点
主要表现为:
/25 mmx25 mm
△r= x sina.
3)砂轮主轴与轴瓦间的间隙调整
式中:△rーー工件轴线某一点相对于磨头主.
在主轴颈上涂色,与轴瓦转研,刮研轴瓦表面,
轴轴线的偏移量
使接触点要求达到12~14点/25mmx25mm,然后
xー-工件轴线某一点离砂轮中心截进行安装调整,将砂轮主轴与轴瓦的间隙调整到
面的距离;
0.0025~0.005mm,这样可避免磨削中工件产生棱
因导轨直线度误差引起工件轴圆。
线相对于磨头主轴轴线的偏转
4)砂轮架电杋与砂轮的平衡
角
当不平衡转动零件在绕其旋转中心转动时,由
a是一项影响较大的误差因素。两导轨在垂直于质量偏心产生了离心力C,且
平面内的相互平行度对加工精度的影响,如图3所
C= me
示,可表示为:
30
△r=Hセx=H△L
式中:m转动零件质量
式中:△rー工件直径的变化量
质量偏心距;
导轨平行度角度误差;
转速
导轨平行度线性误差
即使质量有很小的偏心量也会引起很大的离心
Hー头尾架顶尖中心高
力。可以想象在高速运转的情况下,质量不平衡会
L
导轨的中心距
引起磨床工作振动的后果。砂轮架电机的振动对磨
削表面粗糙度影响较大,所以首先要对砂轮架电机
进行动平衡。皮带轮应连同砂轮架电机一起进行动
平衡,并在皮带轮上校正。其次砂轮的儿何形状不
对称、密度不均匀、砂轮法兰几何形状不对称,以
及砂轮安装偏心等,均会引起砂轮的不平衡。不平
衡砂轮在高速运转时会产生振动,影响磨削质量,
严重时会造成磨床损坏和砂轮破裂。砂轮的平衡有
静平衡和动平衡,一般情況下,转速超过1000r/min
图3平行度对加工精度的影响
时,就不能采用静平衡方法。为使其达到平衡的要
求就需要进行动平衡。国内外的数控磨床上都配有
L是一项线性误差,且HL的值较大,这也是动平衡仪。
一项显著性的误差因素。床身v形导轨经检修后应
达到以下精度:垂直平面内直线度≤0.01mm/m
3砂轮的修整
水平面内直线度≤0.01mmm;接触点要求12~14
修整砂轮时,一般可取以下吃刀深度1与纵向
点/25mmx25mm。床身平导轨经检修后应达到以进给量s。粗磨时,f=0.01~0.03mm,s0.4m
下精度要求:对V形导轨的平行度≤0.02mmm
精磨时,=0.005~0.015mm,s0.,2m/s。最后作