苑振江

摘 要：在機(jī)械加工過程中，工藝方法對于加工精度的保證有著重要的作用。本文對普通外圓磨床的加工精度提升提出一些建議與方法，供同行參考。

關(guān)鍵詞：經(jīng)濟(jì)；磨削；外圓磨床；加工精度；普通；提升；措施

1.引言

隨著我國經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展，在現(xiàn)代工程項(xiàng)目中需要的材料質(zhì)量越來越高。對于目前大型工程設(shè)備而言，可以由經(jīng)驗(yàn)豐富的技師加工得到的粗糙度會(huì)達(dá)到0.02-0.04μm，精度可以達(dá)到四至五級。 這些工件的制作環(huán)境要求相對較高，一般的普通設(shè)備難以完成，所以需要精度高的磨床或加工中心來完成。但目前大多數(shù)機(jī)械加工企業(yè)并沒有具有加工中心的經(jīng)濟(jì)實(shí)力，在面對高精度的加工要求時(shí)，難以應(yīng)付，通過一些普通的設(shè)備磨床難以制作出高精度、低表面粗糙度的工件。就普通外圓磨床而言，通過大量經(jīng)驗(yàn)的積累，通過一定的調(diào)試與檢修，也同樣可以達(dá)到提高精度的效果，在實(shí)際的應(yīng)用中大大降低了生產(chǎn)成本，提高收益。

2.普通外圓磨床加工原理

外磨圓床加工主要是利用圓形磨具對工件進(jìn)行高速打磨形成一定的表現(xiàn)粗糙度。砂輪的表面上會(huì)有很多高度相同的微小利刃，這些細(xì)小的刃可以把工件表面上的微觀尺寸形狀的余量，在高速切削過程中，磨粒將會(huì)承載很大的應(yīng)力，同時(shí)由于高溫和高壓的雙重作用，普通磨粒將會(huì)發(fā)生磨損甚至崩裂，這時(shí)切削刃高度不同，得到的表面粗糙度也會(huì)有所不同。[1]要想獲得更高的磨削精度，一般采用人造金剛石等具有較高硬度的磨料砂輪。由于大量高度相同的極細(xì)微粒會(huì)在工件上留下切削痕跡，表面粗糙度自然會(huì)很低，加上拋光與壓光的作用，粗糙度值將會(huì)進(jìn)一步降低。

3.提升加工精度方法

3.1.磨床的檢修

首先是磨床的導(dǎo)軌需要進(jìn)行檢測與修刮。床身的導(dǎo)軌是一個(gè)非常重要的部件，通過導(dǎo)軌設(shè)備的砂輪可以進(jìn)行前后滑動(dòng)進(jìn)給，它對于垂直面的直線誤差可以對零件產(chǎn)生精度影響。由于床身的砂輪中心與工件本身的中心存在著極小的高度差，同時(shí)在工件與砂輪半徑都很大的前提下，工件磨削直徑的變化率是很低的，所以在垂直面內(nèi)，床身的導(dǎo)軌直線度對零件的直接影響不高。V型導(dǎo)軌經(jīng)過專業(yè)的校正與調(diào)整后，在垂直面的長度誤差低于0.01mm，砂輪架的平導(dǎo)軌在檢修后，對V導(dǎo)軌在所有平行面長度誤差不高于0.02mm/m。在床身的主軸頸上涂上一定的顏色，與軸瓦轉(zhuǎn)研，刮研表面后，保持接觸點(diǎn)在每625mm?內(nèi)有12至14個(gè)點(diǎn)。[2]在安裝調(diào)整時(shí)，要保持砂輪主軸與軸瓦間的空隙保持在一定的范圍之內(nèi)，經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明在0.0025至0.005mm之間，此種間隙主要是為了避免工件產(chǎn)生棱圓的現(xiàn)象。

在磨床高速運(yùn)轉(zhuǎn)的過程中，任何一點(diǎn)質(zhì)量偏差都有可能會(huì)導(dǎo)致很高的離心力，同時(shí)這種不平衡也會(huì)引進(jìn)工作臺產(chǎn)生異常噪音，振動(dòng)的電機(jī)將會(huì)對磨削的表面粗糙度精度產(chǎn)生重要影響。將砂輪與電機(jī)連接在一起的皮帶輪需要進(jìn)行校正，保持系統(tǒng)的平衡。砂輪的形狀非正圓、密度不均與砂輪偏心安裝現(xiàn)象等，都會(huì)造成振動(dòng)或其他的運(yùn)轉(zhuǎn)異常，從而導(dǎo)致砂輪的運(yùn)轉(zhuǎn)不平衡，在高速運(yùn)轉(zhuǎn)過程中就會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)，這種振動(dòng)是非常致命的，極大地影響了切削質(zhì)量，甚至有可能會(huì)導(dǎo)致磨床損壞或砂輪破裂等。目前多數(shù)的國內(nèi)外數(shù)控磨床上都會(huì)有動(dòng)平衡儀，目的就是為了實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的穩(wěn)定，保持質(zhì)量可靠。[3]

3.2.砂輪維護(hù)

砂輪是外圓磨床最重要的部件之一，它的質(zhì)量將決定著磨削的精度。需要定期對砂輪進(jìn)行修整，在修整時(shí)，需要分幾個(gè)步驟進(jìn)行，首先要對其橫向的進(jìn)給量進(jìn)行關(guān)注，吃刀分為精磨與細(xì)磨，在精磨時(shí)，吃刀深度最好保持在0.01至0.03mm，縱向進(jìn)給量不宜太低，最好保持為0.4m/s，在細(xì)磨時(shí)，吃刀深度要相對降低一個(gè)層次，同時(shí)保持縱向進(jìn)給量降低一半。在對兩個(gè)重要的參數(shù)進(jìn)行明確后，需要對光磨進(jìn)行處理。目前由于使用普通砂輪只能夠達(dá)到Ra0.4-0.8μm的表面粗糙度已經(jīng)是非常困難的事情了，如果想要達(dá)到Ra0.02-0.04μm，需要對砂輪進(jìn)行精修與細(xì)修。[4]

在精修時(shí)，目前多數(shù)企業(yè)采用的方法是采用專業(yè)的金剛石筆以較低的進(jìn)給量進(jìn)行精修，通過這種方法可以創(chuàng)造出更多的等高微刃，在精修時(shí)，要保持修整器安裝正確，進(jìn)給量保持在每次5μm，縱向進(jìn)給采用最低的速度。如果這時(shí)產(chǎn)生的聲音正常，則表明修整正常，出的聲音高低不平，則需要檢查工作臺是否正常，是否冷卻，進(jìn)而進(jìn)行一定的調(diào)整。最后進(jìn)行細(xì)修，油石需要與砂輪圓周表面平行，通過輕微碰觸的方式慢慢做豎向移動(dòng)。

4.磨削量應(yīng)用

砂輪經(jīng)過修整之后，表面看起來效果不錯(cuò)，但在實(shí)際的應(yīng)用效果中卻不一定得到完美的結(jié)果。這時(shí)它的切削能力相對會(huì)差一些，隨著豎向進(jìn)給提高，工件非常容易產(chǎn)生嚴(yán)重?zé)齻膯栴}，如果縱向進(jìn)給量低的話同會(huì)非常慢，所以需要在開始磨削階段，采用相對大一些的進(jìn)給量，縱向進(jìn)給量保持在0.25-0.5mm/r，過后通過0.08-0.225mm/r的進(jìn)給增大處理。[5]

以上對于一般的精度而言，對于越來發(fā)揮多的超精度磨削，首次進(jìn)給時(shí)，一般采用橫向進(jìn)給量為0.0025-0.005mm/往復(fù)行程，此舉主要為了避免進(jìn)刀太大的話造成燒傷或破壞微刃的影響。光磨次數(shù)增多后，工件表面的粗糙度將會(huì)不斷降低，但在幾個(gè)行程過后，工件表面的粗糙度就降低幅度不斷變小，一般采用五六個(gè)行程就可以達(dá)到Ra0.03-0.025μm。

5.外圓磨床加工注意事項(xiàng)

在外圓磨床時(shí)需要注意，如果環(huán)境溫度高，需要消除熱變形，避免工件受熱膨脹影響質(zhì)量；如果出現(xiàn)后毛現(xiàn)象時(shí)，需要刷掉砂輪表面的浮砂；工件部分燒傷，是因?yàn)槔鋮s液不及時(shí)充分，需要增大用量；工件表面出現(xiàn)波紋，多是由于主軸松動(dòng)、電機(jī)振動(dòng)引起，需要進(jìn)行固定。[6]

6.結(jié)語

受硬件條件限制，在沒有先進(jìn)設(shè)備的條件下，采用普通外圓磨床進(jìn)行加工磨削時(shí)，如果采用合理的工藝與維護(hù)流程，同樣也可以達(dá)到一定的高精度要求。這對于加工企業(yè)而言是十分重要的，在不增加大量設(shè)備成本的基礎(chǔ)上還能夠?qū)崿F(xiàn)技術(shù)指標(biāo)，將會(huì)大大提高企業(yè)的生產(chǎn)效益。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，技術(shù)力量的不斷進(jìn)步，在普通外圓磨床加工過程中，將會(huì)有更多的創(chuàng)新工藝技術(shù)應(yīng)用，促進(jìn)我國工件磨削加工技術(shù)的進(jìn)步，保持質(zhì)量可靠穩(wěn)定。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳建.淺談提高普通外圓磨床加工精度的方法[J].精密制造與自動(dòng)化，2010，02：50-53.

[2]陳波.美國用普通外圓磨床加工超精度、低粗糙度軸頸的簡易工藝措施[J].機(jī)電國際市場，2000，02：41-43.

[3]蔣永翔.高精密外圓磨削系統(tǒng)動(dòng)態(tài)優(yōu)化研究[D].山東大學(xué)，2007.