無測量裝置軋輥磨床試件圓度檢測

無錫機床股份有限公司 （江蘇 214061）胡建清

在軋輥磨床的生產過程中，機床整機在進行精度、功能、動作、安全性能檢測后，還必須對機床實際磨削試件的精度進行檢測，其中生產企業還需按要求，對磨削試件（平輥或凸輥）的圓度進行檢測。由于軋輥的直徑一般較大，對于自身不帶測量裝置的軋輥磨床，本文不推薦使用直徑法檢測圓度，原因有二：以檢測MK84125系列數控軋輥磨床、托磨直徑為φ1 250mm軋輥的圓度為例，一是如果采用外徑千分尺測量直徑差，按JB/T10007－1999《大外徑千分尺》規定，直徑測量范圍1 200～1 400mm，其示值誤差允許達±0.014mm，因此，如果軋輥的圓度要求是0.002mm，顯然，在此千分尺是不適用的；二是直徑法測量圓度誤差本身就具有很大的局限性，這是因為直徑法只適用于測量均勻分布的偶數棱圓形輪廓的圓度誤差，對于很多奇數棱形，直徑法可能測不出來，或測出來的直徑差要比實際圓度誤差還要小很多，何況實際輪廓不可能一定是偶數棱的,更不可能是均勻對稱的，實際檢測到的直徑差和實際的圓度并不存在一定的函數關系，直徑法測量尺寸是合適的，但測量圓度有待商榷。因此，尋求合理檢測試件圓度的方法就顯得尤為重要。

為了提高測量靈敏度，推薦選擇測力相對于千分表要小、而靈敏度又比千分表要高的扭簧表（有經驗的測量人員甚至可估測到0.000 1mm的變動），最好選擇使用分辨率高于0.000 5mm的扭簧表，通過測量圓跳動值來客觀反映軋輥的圓度。

現就用分辨率是0.000 5mm的扭簧表，通過在試件上選幾個圓截面、并且在同一圓截面的水平方向上進行正、背面兩個位置測量，來進行分析和判斷。

1.在砂輪磨削水平位測量

將扭簧表固定在砂輪位，盡量縮短表架長度，選擇試件的一個圓截面，將扭簧表測頭垂直觸及試件圓表面，即工件正面水平母線位，注意扭簧表的表面朝上，以便于觀察，啟動工件主軸帶動試件旋轉來測量試件的圓跳動，用極限法檢測，記錄扭簧表指針指示的極限范圍M1值（指針指示的最大讀數與最小讀數的代數差）。

通常在磨削位測得的數值即M1值都較小，但一般不會是零，比如可能是0.001mm等。但此時測得的M1值這個單獨結果還不能完全代表圓度誤差。

2.在磨削位的背面進行測量

將扭簧表架到與剛才測量點的同一圓截面的180°位置，即在磨削位工件的背面來測量試件的圓跳動，啟動工件主軸帶動試件旋轉，記錄扭簧表指示的極限范圍M2值（方法同M1）。

通常可發現在磨削位工件的背面，跳動量M2值要大于M1值，比如可能是0.003mm等，但M2值這個單獨結果同樣也不能完全代表圓度誤差。

3.分析和計算圓度誤差

（1）分析 為什么M1值不等于0呢？可能一般都會認為M1值是在砂輪磨削位測得的，當粗、精磨削到無火化光磨完成后，就應該是0。事實上0值只是種理想狀態，只有同時滿足以下五個條件，才有可能讀到0：①砂輪主軸回轉精度無限高。②砂輪系統旋轉振動無限小，機床系統剛度無限高，在機床進行光磨過程時火花完全脫盡。③工件表面粗糙度值足夠小。④測點位置必須就是在砂輪磨削點足夠準。⑤檢測設備精度足夠低。但實際加工過程中同時滿足上述五個條件的可能性極小，正常情況下也不會用精度足夠低的檢測設備來檢測，掩蓋精度不高的問題，而只會選擇精度高得適當的設備來測量。所以，日常測量過程中M1值總會測到不等于0的數值。

那么，為什么M2與M1值是不相等的呢？這是因為：一是工件基準圓度并不會是絕對理想的圓，不可能為0，而是存在誤差；二是滾子重心不完全在理想中心線上，滾子重心的偏擺使滾子的旋轉中心并不完全圍繞理想中心線旋轉；這兩個因素共同影響M2值，而理論上這兩個因素對M1產生的影響極小，因此導致M2值與M1值多數是不相等的。通常情況下，從背面測量的數值會接近托瓦接觸的軋輥工件基準圓度數值的兩倍左右，因此，軋輥工件基準圓度是影響軋輥工件外圓圓度的關鍵因素。

（2）計算 測量好工件同一圓截面磨削位M1值和背面M2值，就可以來進行數據處理，用平均值法，即將M1和M2相加，所得之和除以2，能較好反映試件的實際圓度值，即被測工件在同一圓截面上、分別對正面和背面測得的跳動值（M1值）和（M2值）的平均值，基本能客觀反映被測圓截面的圓度值。

比如，上述測得的M1=0.001mm，M2=0.003mm，那么，該圓截面圓度值=（0.001mm+0.003mm）/2=0.002mm。

4.結語

從上述分析可見，用托磨方式磨削軋輥工件時，軋輥工件的基準外圓的圓度是直接影響軋輥工件磨后圓度的關鍵因素。要提高軋輥外圓圓度，首先要提高軋輥工件與托瓦接觸的基準外圓的圓度。

用扭簧表對軋輥磨床試件進行圓度檢測，用求平均值法，對被測試件在同一圓截面上、分別對磨削位的正面和繞軸心線的180°背面測得的兩跳動值的平均值，能基本客觀、真實地反映被測圓截面的圓度誤差。我們可以對試件在左、中、右的三個圓截面分別進行測量，比較左、中、右三個計算結果的數值，用其中最大的數值，作為評定該試件的圓度值。該檢測方法非常具有實用價值，并且簡便易行，便于推廣。