MKD7675數(shù)控雙端面磨床上料機構(gòu)的改進設(shè)計

葉亞飛，賈文利，張中元，杜志國

(1.洛陽軸承研究所有限公司，河南 洛陽 471039；2.河南省高性能軸承技術(shù)重點實驗室，河南 洛陽 471039；3.滾動軸承產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟，河南 洛陽 471039；4.布勒設(shè)備(西安)有限公司，西安 710018)

套圈端面磨削作為套圈加工的首道工序在軸承加工中占有極其重要的地位，常見套圈端面磨床有M7475B，MG7340和MKD7675等。MKD7675往復(fù)式數(shù)控雙端面磨床是一種高精度軸承專用磨床，主要用于磨削加工軸承內(nèi)、外套圈及滾子等零件的端面。該型號機床具有如下特點[1]：

1)砂輪的進給、補償采用交流伺服電動機驅(qū)動滾珠絲杠，進給、補償準確，磨削精度高。

2)砂輪主軸采用恒力重載荷預(yù)緊，主軸軸向剛性好。

3)2個砂輪主軸部件采用小雙V形導(dǎo)軌副，支承剛性好，進給運動靈活，響應(yīng)靈敏度高。

4)砂輪磨損后采用擺臂雙點一次修整的形式，修整擺臂可無級調(diào)速，使用和操作方便。

5)砂輪驅(qū)動采用變頻調(diào)速電動機，可實現(xiàn)差速磨削。

正是基于這些特點，MKD7675磨削套圈端面精度高，且能有效糾正套圈特別是薄壁類軸承套圈及其圓環(huán)類零件的端面翹曲，因而在軸承行業(yè)廣泛應(yīng)用。

1 存在的問題

MKD7675的主要技術(shù)參數(shù)見表1，其上料機構(gòu)的原始結(jié)構(gòu)由送料盤、料盤套(組件)、料盤連接環(huán)、滾輪和轉(zhuǎn)軸等組成，如圖1所示。

圖1 機床原上料機構(gòu)

機床調(diào)整時，將上料機構(gòu)水平安裝在上料機構(gòu)主軸上，用螺釘與上料機構(gòu)主軸連接。選擇與被加工套圈外徑尺寸相應(yīng)的料盤套(組件)安裝在送料盤上。

表1 MKD7675磨床技術(shù)參數(shù)

機床磨削加工過程為：左右2個砂輪主軸在變頻調(diào)速電動機的驅(qū)動下高速旋轉(zhuǎn)，將被加工套圈放入料盤套內(nèi)，并由擋料板定位，通過上料機構(gòu)驅(qū)動系統(tǒng)將上料機構(gòu)推送至磨削區(qū)域，左右砂輪同時磨削套圈2個端面；與此同時，上料機構(gòu)在砂輪主軸進給的垂直方向作水平往復(fù)直線振蕩，磨削結(jié)束后，上料機構(gòu)退出磨削區(qū)域，并取下套圈；上料機構(gòu)在驅(qū)動系統(tǒng)的作用下順時針旋轉(zhuǎn)180°，然后再放入被加工套圈，依此重復(fù)上述磨削循環(huán)過程。

由于原上料機構(gòu)的限制，當工件直徑小于φ150 mm或工件寬度小于40 mm時機床不能使用，磨削范圍窄，且上料機構(gòu)更換頻繁。與此同時,軸承寬度為6～15 mm的薄壁軸承加工和應(yīng)用越來越多,為充分發(fā)揮MKD7675數(shù)控雙端面磨床的優(yōu)點，在滿足機床加工精度的前提下，將上料機構(gòu)的送料盤和料盤套(組件)進行改進設(shè)計，以滿足不同套圈外徑和高度尺寸的加工要求，擴大機床使用范圍。

2 改進設(shè)計

MKD7675上料機構(gòu)的改進設(shè)計主要從以下3個部分進行。

2.1 送料盤

由圖1可知, 原送料盤為一整塊長板，尺寸為1 290 mm×550 mm×12 mm，長板加工難度大，且熱處理后特別容易產(chǎn)生翹曲和變形；當軸承的寬度小于12 mm時套圈不能磨削加工。因此，改進上料機構(gòu)設(shè)計，將送料盤整體結(jié)構(gòu)改為分體結(jié)構(gòu)，由兩半送料盤分別加工組合而成，通過螺釘與料盤連接環(huán)緊固連接。改進后單個送料盤的尺寸為650 mm×550 mm×7 mm。

改進不僅減小了送料盤的厚度，減輕了重量，降低了送料盤的加工難度，而且兼顧了被加工套圈的寬度尺寸，擴大了機床使用范圍，最終該機床可磨削的最小套圈寬度為7.3 mm。

2.2 料盤套(組件)

原料盤套(組件)作為更換件安裝在送料盤上，由于采用定位支承固定，不可調(diào)整，因而不同外徑尺寸的套圈需要配置不同尺寸的料盤套。原料盤套適合大批量生產(chǎn)，對多品種、小批量軸承生產(chǎn)，料盤套更換附件多、頻繁、麻煩，加工成本增加，生產(chǎn)效率低。因此，對料盤套進行結(jié)構(gòu)改進設(shè)計，將送料盤和料盤套(組件)合二為一(圖2)，簡化了機械結(jié)構(gòu)。根據(jù)實際生產(chǎn)需求，最后確定料盤套的開孔尺寸為φ295 mm。

圖2 改進后的組合送料盤

2.3 支承板

改進后送料盤和料盤套成為組合件，支承板安裝在送料盤上，由2個回轉(zhuǎn)支承點和1個固定支承點形成的3個支承組成。對支承板設(shè)計的具體要求是：既要保證套圈在磨削過程中的定位可靠，又要保證適應(yīng)不同尺寸段的軸承套圈(支承點可調(diào)整)。對于其中的2個回轉(zhuǎn)支承點將套圈原來的定位方式由滾動滑輪改為滾動軸承支承定位，降低了磨削中套圈的摩擦阻力，使套圈在磨削運轉(zhuǎn)時轉(zhuǎn)動平穩(wěn)，避免因套圈卡滯帶來磨削精度的降低；同時為了適應(yīng)套圈的尺寸范圍，加長了支承板長度，板上設(shè)計了長孔槽，支承板安裝在送料盤的導(dǎo)向凹槽內(nèi),移動調(diào)節(jié)更方便。改進后支承板結(jié)構(gòu)如圖3所示。

圖3 改進后的支承板結(jié)構(gòu)

2.4 改進后上料機構(gòu)

改進后的整體上料機構(gòu)如圖4所示，MKD7675磨床更換調(diào)整2套支承板的加工范圍分別為：外徑φ85～205 mm，寬度B≥7.3 mm和外徑φ155～275 mm，寬度B≥7.3 mm。

3 結(jié)束語

通過對MKD7675結(jié)構(gòu)及性能進行分析，對原上料機構(gòu)進行改進設(shè)計，將送料盤和料盤套(組件)合二為一，減少了工裝種類，降低了送料盤的加工難度。經(jīng)過磨削加工試驗，改進后的上料機構(gòu)安裝及調(diào)整方便，磨削精度高，更換附件少，滿足了預(yù)期的使用要求,實踐證明改進是合理、有效的。

圖4 改進后的上料機構(gòu)