內(nèi)孔壁直線溝槽磨頭機(jī)構(gòu)設(shè)計

劉 陽 潘繼超 劉 旭

(①新鄉(xiāng)日升數(shù)控軸承裝備股份有限公司，河南 新鄉(xiāng)453700;②鄭州大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，河南 鄭州450001)

內(nèi)孔壁直線溝槽在機(jī)械行業(yè)中有很廣泛的應(yīng)用，例如內(nèi)鍵槽、直線軸承外圈軸向滾道以及內(nèi)齒輪齒槽等，如圖1 和2 所示。對于精度要求越來越高的內(nèi)孔壁直線溝槽，特別是導(dǎo)向部位和傳動部位的溝槽，如何進(jìn)行更高精度的加工是迫切需要解決的問題。

1 常規(guī)內(nèi)孔壁直線溝槽加工方法分析

目前，內(nèi)孔壁直線溝槽的加工通常有拉削、插削、線切割等加工方式。拉削和插削需要配備專用的成形刀具，對于不同的形狀要求使用不同的刀具，而且對于小批量加工來說，刀具的成本投入很高，對于大批量來說，隨著刀具的磨損，加工精度會逐漸降低。另外，拉削和插削難以保證溝槽相對孔的位置精度(特別是同心度)，難以對淬硬后的工件進(jìn)行加工。拉削在特定條件下粗糙度值最好在0.8 μm，一般粗糙度值都在1.6 μm 以下。對于淬硬的或批量較小的工件內(nèi)孔壁直線溝槽加工，可以采用線切割的方式，但是此種加工方式僅限于對溝槽的精度和粗糙度要求不太高的場合使用。

2 內(nèi)孔壁直線溝槽磨頭機(jī)構(gòu)設(shè)計

為了解決內(nèi)孔壁直線溝槽的加工中精度和粗糙度以及加工成本問題，筆者設(shè)計了一種進(jìn)行內(nèi)孔壁直線溝槽加工的機(jī)構(gòu)。如圖3 所示，高速電動機(jī)11 通過聯(lián)軸器5 聯(lián)結(jié)該機(jī)構(gòu)，聯(lián)軸器5 另一端聯(lián)結(jié)錐齒輪軸4，錐齒輪軸4 與齒輪6 嚙合，傳動方向變換，齒輪6 帶動砂輪1 轉(zhuǎn)動，利用砂輪1 進(jìn)行溝槽加工。該機(jī)構(gòu)與機(jī)床的進(jìn)給運(yùn)動相結(jié)合可磨削內(nèi)孔壁上的直線溝槽、鍵槽以及內(nèi)齒輪等。

與以往加工方法不同，這一機(jī)構(gòu)采用小砂輪來進(jìn)行溝槽磨削加工。利用砂輪磨削加工，精度和粗糙度顯著提高，而且由于砂輪可在線修形，有效降低特殊形狀、小批量、淬硬等各種情況的加工成本。而且該設(shè)計機(jī)構(gòu)采用齒輪傳動保證了動力傳遞的準(zhǔn)確性。機(jī)構(gòu)內(nèi)軸承和齒輪均采用油霧潤滑，可防止軸承和齒輪在高轉(zhuǎn)速情況下失效。砂輪設(shè)計線速度達(dá)45 m/s，能大大減小直線溝槽表面磨削粗糙度值。

該機(jī)構(gòu)零件集成度高，結(jié)構(gòu)獨特，從而可以使磨頭的外徑很小，可以對內(nèi)孔壁直線溝槽如內(nèi)鍵槽、直線軸承外圈軸向滾道、以及內(nèi)齒輪齒槽等進(jìn)行磨削加工，內(nèi)孔直徑最小可以達(dá)到40 mm。與以往內(nèi)孔壁直線溝槽或鍵槽用拉削或線切割等加工手段相比，粗糙度值可減小一半以上，精度可以提高十倍左右，充分滿足小規(guī)格高精度滾珠花鍵套、直線軸承、內(nèi)齒輪等典型零件加工的需要。

3 結(jié)語

直線溝槽磨頭設(shè)計的實施，為內(nèi)孔壁直線溝槽提供了一種新的加工方法，提高了內(nèi)孔直線溝槽大批量加工時的精度，還為小批量的內(nèi)孔直線溝槽加工降低了成本。