切入式雙端面數控軸承磨床的加工方法

史乃軍 張崇山 陳運生 李海林

（濮陽貝英數控機械設備有限公司，河南 濮陽 457000）

1 現狀分析

目前，國內在軸承套圈的雙端面磨削加工中，一般采用貫穿式、往復式和立式磨削加工技術。并且多為傳統的人工操作，自動化程度低，容易出現劃邊缺陷，散差大、精度低，工作效率低，人工勞動強度大，已不能滿足現代化工業生產的需要。主要表現在以下幾個方面。

圖1 貫穿式

圖2 往復式

1.1 影響產品質量

立式平面磨床多為單面磨削，需兩次定位、兩次磨削，定位誤差和加工誤差較大，套圈寬度變動量大；貫穿式雙端面磨削（圖1）的加工速度快、效率高，但出現質量問題的幾率大，精度指標滿足不了市場的需要；往復式雙端面磨削（圖2）由于砂輪軸角度的調整，操作不便，容易出現散差和劃邊缺陷［1］。

1.2 成本高，生產效率低

由于傳統設備自動化程度低或完全人工操作，其加工的產品合格率低，且勞動強度大，一致性差，并且增加了制造成本和勞動成本。

1.3 自動化程度不高

生產制造過程不能實現各工序的自動化聯線生產，不能有效控制產品質量，不能滿足現代化工業生產的需要。

2 切入式雙端面數控機床

本機床為全數字控制的自動磨床，主要應用于軸承套圈的端面磨削加工。機床的控制系統采用目前先進的針對磨床控制的專用數控系統，整機實現全數字化控制，具有在線檢測測量功能，以及砂輪修整功能，并將修正后的砂輪數據作為刀具數據計入數控系統。控制系統具有人機對話功能，采用LCD液晶屏幕顯示，并有故障自診斷功能，操作方便，故障率低。

切入式雙端面機床主要由上下料、工件進給拖板、砂輪軸、砂輪進給拖板、床身底座及砂輪更換裝置組成。上下料中的液壓馬達驅動工件旋轉，工件進給拖板把工件送至兩片砂輪中磨削位置開始磨削，砂輪進給并且由修整器同時修整砂輪。如圖3所示：

圖3 切入式雙端面數控磨床結構示意圖

2.1 工作原理

首先，通過自動上下料裝置將工件置于液壓驅動輪和下支輪上，由自動裝卡裝置夾緊工件；然后工件加緊氣缸和工件定位氣缸退回，液壓驅動輪旋轉，帶動工件轉動；砂輪罩打開，工件伺服電機驅動工件上拖板前進，把工件送至磨削位置；然后，工件兩側的砂輪進給伺服電機驅動砂輪前進向工件靠近，開始磨削；最后，工件磨削完畢，兩砂輪退回，工件也退回初始位置，砂輪罩封閉，工件停止旋轉，壓輪抬起，工件由自動裝卡位置退出，這樣軸承套圈的雙端面磨削全過程就完成了。

本裝置的優越性：結構簡單，制造方便。工作過程中，換帶時間短、速度快，噪音低，動作穩定可靠，調整簡單，精度穩定。從而節約了時間，降低了成本，又可滿足批量加工的需要，大大降低工作強度，提高勞動效率。

2.2 套圈的旋轉

本機床一改其他磨削方式被加工件處于被動的狀態，使被加工件置于運動狀態，在磨削過程中必須穩定旋轉，從而保證被加工件（軸承套圈）達到較高的平面度要求。

套圈有兩種旋轉方式：①靠砂輪帶動套圈旋轉，我們稱之為“自由旋轉”適用小套圈。②借助外力驅動套圈旋轉，我們稱之為“被動旋轉”適用大套圈。

2.2.1 “自由旋轉”

套圈靠砂輪帶動旋轉，兩片砂輪向同一方向旋轉，砂輪覆蓋套圈70%左右，適用外徑OD＜360mm。套圈位置，只有把工件放置在砂輪合理的位置，才能實現工件的“自由旋轉”。

2.2.2 “驅動旋轉”

對于大慣性的大套圈只靠砂輪很難控制其旋轉的穩定性，因此采用被動旋轉方式控制套圈的旋轉，在磨削過程中更為有效，適用外徑OD＞300～350mm。

2.3 修整器

固定式修整器，單點式，最易控制砂輪的結構，修整速度慢，修整時間長，磨損量大；多點式，修整速度更快，修整時間減短，磨損量更低。

2.4 用于軸承磨削的砂輪

砂輪采用樹脂結合劑，高強度，高抗彎，抗沖擊，低溫磨削，自行脫落，白鋼玉磨料具有脆、硬、鋒利等特點。

2.5 機床的維護

機床為全封閉防護罩，液壓箱獨立放置，內有機床沖洗裝置，絲杠和導軌自動潤滑，有利于機床長期穩定工作，維護方便。

3 使用效果

不需調節磨頭（部分方案）可保證恒定且可靠的磨削質量，只需調整程序中磨削余量設置，不需要調整磨頭。兩片砂輪平行，容易修整。磨削過程中，工件之間無其他接觸，上下料過程無碰傷，兩端應力相等，無振紋、高效率、高精度。

4 結束語

軸承套圈的雙端面磨削，在其他工序磨削中以及在軸承的使用過程中，起到了重要的作用，主要是雙端面的平行差和安裝定位很重要，本設備能解決所遇到的問題，提高自動化生產精度，經濟效益顯著。

［1］上海機床廠“七.二一”工人大學.磨床設計制造［M］.上海：上海人民出版社，1972.