試論如何提升普通外圓磨床加工精度

苑振江

摘 要：在機械加工過程中，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。

關鍵詞：經濟；磨削；外圓磨床；加工精度；普通；提升；措施

1.引言

隨著我國經濟社會的發展，在現代工程項目中需要的材料質量越來越高。對于目前大型工程設備而言，可以由經驗豐富的技師加工得到的粗糙度會達到0.02-0.04μm，精度可以達到四至五級。 這些工件的制作環境要求相對較高，一般的普通設備難以完成，所以需要精度高的磨床或加工中心來完成。但目前大多數機械加工企業并沒有具有加工中心的經濟實力，在面對高精度的加工要求時，難以應付，通過一些普通的設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，通過大量經驗的積累，通過一定的調試與檢修，也同樣可以達到提高精度的效果，在實際的應用中大大降低了生產成本，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行高速打磨形成一定的表現粗糙度。砂輪的表面上會有很多高度相同的微小利刃，這些細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，磨粒將會承載很大的應力，同時由于高溫和高壓的雙重作用，普通磨粒將會發生磨損甚至崩裂，這時切削刃高度不同，得到的表面粗糙度也會有所不同。[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微粒會在工件上留下切削痕跡，表面粗糙度自然會很低，加上拋光與壓光的作用，粗糙度值將會進一步降低。

3.提升加工精度方法

3.1.磨床的檢修

首先是磨床的導軌需要進行檢測與修刮。床身的導軌是一個非常重要的部件，通過導軌設備的砂輪可以進行前后滑動進給，它對于垂直面的直線誤差可以對零件產生精度影響。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，床身的導軌直線度對零件的直接影響不高。V型導軌經過專業的校正與調整后，在垂直面的長度誤差低于0.01mm，砂輪架的平導軌在檢修后，對V導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，與軸瓦轉研，刮研表面后，保持接觸點在每625mm?內有12至14個點。[2]在安裝調整時，要保持砂輪主軸與軸瓦間的空隙保持在一定的范圍之內，經驗數據表明在0.0025至0.005mm之間，此種間隙主要是為了避免工件產生棱圓的現象。

在磨床高速運轉的過程中，任何一點質量偏差都有可能會導致很高的離心力，同時這種不平衡也會引進工作臺產生異常噪音，振動的電機將會對磨削的表面粗糙度精度產生重要影響。將砂輪與電機連接在一起的皮帶輪需要進行校正，保持系統的平衡。砂輪的形狀非正圓、密度不均與砂輪偏心安裝現象等，都會造成振動或其他的運轉異常，從而導致砂輪的運轉不平衡，在高速運轉過程中就會產生振動，這種振動是非常致命的，極大地影響了切削質量，甚至有可能會導致磨床損壞或砂輪破裂等。目前多數的國內外數控磨床上都會有動平衡儀，目的就是為了實現系統的穩定，保持質量可靠。[3]

3.2.砂輪維護

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

在精修時，目前多數企業采用的方法是采用專業的金剛石筆以較低的進給量進行精修，通過這種方法可以創造出更多的等高微刃，在精修時，要保持修整器安裝正確，進給量保持在每次5μm，縱向進給采用最低的速度。如果這時產生的聲音正常，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，進而進行一定的調整。最后進行細修，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。

4.磨削量應用

砂輪經過修整之后，表面看起來效果不錯，但在實際的應用效果中卻不一定得到完美的結果。這時它的切削能力相對會差一些，隨著豎向進給提高，工件非常容易產生嚴重燒傷的問題，如果縱向進給量低的話同會非常慢，所以需要在開始磨削階段，采用相對大一些的進給量，縱向進給量保持在0.25-0.5mm/r，過后通過0.08-0.225mm/r的進給增大處理。[5]

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

5.外圓磨床加工注意事項

在外圓磨床時需要注意，如果環境溫度高，需要消除熱變形，避免工件受熱膨脹影響質量；如果出現后毛現象時，需要刷掉砂輪表面的浮砂；工件部分燒傷，是因為冷卻液不及時充分，需要增大用量；工件表面出現波紋，多是由于主軸松動、電機振動引起，需要進行固定。[6]

6.結語

受硬件條件限制，在沒有先進設備的條件下，采用普通外圓磨床進行加工磨削時，如果采用合理的工藝與維護流程，同樣也可以達到一定的高精度要求。這對于加工企業而言是十分重要的，在不增加大量設備成本的基礎上還能夠實現技術指標，將會大大提高企業的生產效益。隨著經濟的發展，技術力量的不斷進步，在普通外圓磨床加工過程中，將會有更多的創新工藝技術應用，促進我國工件磨削加工技術的進步，保持質量可靠穩定。

參考文獻：

[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].機電國際市場，2000，02：41-43.

[3]蔣永翔.高精密外圓磨削系統動態優化研究[D].山東大學，2007.