摘要：用無心磨床加工長軸類零件具有光潔度好、直線度高等優(yōu)點，可以有效保證產(chǎn)品質(zhì)量。基于此，在原有無心磨床的基礎(chǔ)上，通過優(yōu)化改進(jìn)支架，將固定支架變?yōu)榭烧{(diào)節(jié)支架，可擴(kuò)大無心磨床的磨削直徑范圍，進(jìn)一步提高企業(yè)加工能力。

關(guān)鍵詞：無心磨床;可調(diào)節(jié)支架;磨削范圍;優(yōu)化改進(jìn)

0 引言

在無心磨床上加工絲杠、光杠等長軸類零件，具有加工粗糙度低、精度高、生產(chǎn)效率高等優(yōu)點。在實際生產(chǎn)中常采用固定支架的無心磨床，這種磨床可磨削的直徑是固定的，只能磨削特定直徑尺寸的長軸零件，在產(chǎn)品種類眾多的情況下，要求企業(yè)有更多規(guī)格和型號的機(jī)床才能滿足生產(chǎn)需求，無形之中增加了企業(yè)生產(chǎn)成本。基于此，本文通過改造無心磨床，將固定支架改進(jìn)為可調(diào)節(jié)支架，可擴(kuò)大無心磨床的磨削直徑范圍，在保證零件加工精度的前提下，滿足多樣化產(chǎn)品加工需求，提高企業(yè)的生產(chǎn)效率和生產(chǎn)能力。

1 無心磨床介紹

1.1? ? 無心磨床加工原理

無心磨是磨削加工的一種特殊形式，磨削過程中工件不定回轉(zhuǎn)中心，可磨削圓柱面、圓錐面。無心磨床由磨削砂輪、砂輪架、床身、托架、導(dǎo)輪、縱向進(jìn)給機(jī)構(gòu)、支架等部分組成。常見的磨削方式有：切線進(jìn)給磨削、切入進(jìn)給磨削、斷面進(jìn)給磨削和通過進(jìn)給磨削。磨削砂輪高速旋轉(zhuǎn)對工件起磨削作用，導(dǎo)輪以較慢速度旋轉(zhuǎn)，從而帶動工件做旋轉(zhuǎn)運動，貫穿磨削時通過調(diào)整導(dǎo)輪軸線的傾斜角來實現(xiàn)軸向進(jìn)給，切入磨削時通過導(dǎo)輪架的移動來實現(xiàn)徑向運動，支架起支撐縱向進(jìn)給機(jī)構(gòu)和工件的作用。

1.2? ? 無心磨床特點

無心磨床的特點主要包括：（1）導(dǎo)輪和支架支撐剛性好，易于實現(xiàn)高速磨削，有利于絲杠、光杠等細(xì)長軸類的精加工;（2）可實現(xiàn)連續(xù)加工，無需退刀，生產(chǎn)效率高;（3）工件靠外圓在無心磨定位機(jī)構(gòu)上定位，磨削量是工件直徑上的余量，故砂輪的磨損、進(jìn)給機(jī)構(gòu)的補償、切入機(jī)構(gòu)的重復(fù)定位精度誤差對零件尺寸精度的影響較小;（4）工件不需要打中心孔，可實現(xiàn)自動化上、下料。

2 優(yōu)化前的無心磨床支架

原有無心磨床由固定支架、縱向機(jī)構(gòu)、砂輪、砂輪架、導(dǎo)輪、托板、床身等部分組成，固定支架支撐著縱向進(jìn)給機(jī)構(gòu)和工件部分。優(yōu)化前的無心磨床支架裝配圖如圖1所示。對于生產(chǎn)中使用固定工件支架的無心磨床，其磨削直徑固定，磨削范圍小，只能磨削特定尺寸的長軸類零件。

在日常生產(chǎn)中，由于產(chǎn)品種類多，通常存在長軸類工件批量小、尺寸不統(tǒng)一的情況，如若再引進(jìn)設(shè)備，必然會增加生產(chǎn)成本，同時部分設(shè)備閑置將造成資源浪費，而現(xiàn)有的固定支架無心磨床磨削尺寸一定，無法滿足磨削需求。因此，可以在現(xiàn)有固定工件支架的基礎(chǔ)上，對無心磨工件支架進(jìn)行優(yōu)化改造。

3 優(yōu)化后的無心磨床支架

優(yōu)化需要考慮的因素有：可調(diào)節(jié)支架的結(jié)構(gòu)形式、各支架的承重、調(diào)節(jié)方式。在優(yōu)化過程中，首先測量固定支架的高度以及砂輪的中心高度，根據(jù)所需要的調(diào)節(jié)范圍，確定可調(diào)節(jié)支架螺桿的調(diào)節(jié)行程、螺桿螺距以及螺母轉(zhuǎn)動一圈螺桿進(jìn)給的距離，確保螺桿移動行程能夠滿足調(diào)節(jié)需要。同時還要計算可調(diào)節(jié)支架的支撐重量，確保各支架上螺桿有足夠的剛度。

通過優(yōu)化設(shè)計，將無心磨工件支架變?yōu)榭烧{(diào)節(jié)支架，由底座、手柄、調(diào)節(jié)螺母、縱向螺桿、法蘭盤、支座體、橫向絲桿及滑板等部分組成。底座安裝在地基上;調(diào)節(jié)螺母與底座采用間隙配合，應(yīng)嚴(yán)格控制其配合間隙;調(diào)節(jié)螺母與縱向螺桿配合，調(diào)節(jié)螺母上刻有刻度，根據(jù)螺母轉(zhuǎn)過的角度，確定縱向螺桿移動的距離;縱向螺桿通過螺釘、銷子與法蘭盤固定結(jié)合;法蘭盤用螺釘固定在支座體上，支撐著滑板;滑板與支座以燕尾形式配合，形成滑動導(dǎo)軌面;支撐板用銷子定位并用螺釘固定在支座上，用于支撐橫向絲桿;橫向絲桿與滑板配合帶動滑板移動。整個可調(diào)節(jié)支架支撐著上面縱向進(jìn)給機(jī)構(gòu)部分。優(yōu)化后的無心磨床支架裝配圖如圖2所示，優(yōu)化后的無心磨床可調(diào)節(jié)支架如圖3所示。

4 效果分析

4.1? ? 優(yōu)化后的無心磨床調(diào)節(jié)方法

優(yōu)化后的無心磨床在磨削不同直徑的長軸時，用手柄轉(zhuǎn)動螺母驅(qū)使縱向螺桿上下移動，通過縱向螺桿帶動上面支撐部分及進(jìn)給機(jī)構(gòu)部分上下移動，即可調(diào)節(jié)在支架上的工件與砂輪的相對中心高度，根據(jù)螺母轉(zhuǎn)動的角度控制縱向螺桿的移動距離。同時可以通過轉(zhuǎn)動橫向絲桿移動滑板，微調(diào)工件與砂輪的水平距離，以滿足加工要求。調(diào)節(jié)完成后，需對無心磨床進(jìn)行整體精度檢測，檢測達(dá)到要求后即可進(jìn)行磨削加工。

4.2? ? 優(yōu)化后的無心磨床應(yīng)用效果

優(yōu)化后的無心磨床，改變了原來只能磨削特定工件尺寸的現(xiàn)狀，可以在可調(diào)節(jié)范圍內(nèi)根據(jù)生產(chǎn)加工調(diào)節(jié)出所需要的加工直徑，調(diào)節(jié)過程簡單易操作，具有可行性，調(diào)節(jié)后磨削加工的細(xì)長軸類零件經(jīng)檢測達(dá)到了工件的加工精度、粗糙度等各項要求。

5 結(jié)語

本文通過對無心磨床支架進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)，擴(kuò)大了無心磨床的加工范圍，充分滿足了加工產(chǎn)品種類多樣化的需求，既保證了細(xì)長軸類零件的加工質(zhì)量，又提高了機(jī)床的加工能力，有利于降低企業(yè)生產(chǎn)成本。

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收稿日期：2020-06-06

作者簡介：王兵琴（1985—），女，甘肅天水人，工程師，從事工藝設(shè)計工作。