軸承套圈端面圓弧槽磨削砂輪修形方法

巨恒偉，徐衛東，劉友國，張艷麗

(1.洛陽LYC軸承有限公司，河南 洛陽 471003；2.航空精密軸承國家重點實驗室，河南 洛陽 471003)

軸承套圈端面槽加工一般采用數控銑槽[1-2]，然而銑槽工序一般在淬火前，淬火后槽面有一定腐蝕并且有黑皮，所以在熱處理后通常再安排手工打光工序，以提高表面質量。但對于航空軸承，其對外觀和表面粗糙度要求較高，目前方式已不能滿足客戶需求，成為生產加工中的瓶頸。

傳統端面磨削只能磨削平面類工作面，為了突破生產瓶頸，在配置840D數控系統的平面矩臺磨床上，將銑槽和手工光飾合并為修形磨削工序，并利用計算機輔助軟件CAXA和WINWOP編制砂輪修形磨削程序[3-4]。

1 加工工藝性分析

圖1 槽結構示意圖Fig.1 Structure diagram of groove

2 技術措施

基于840D數控系統的ELB矩臺磨床自身帶有一個放置工件的磁性橫向平臺及一個立式砂輪修整器，砂輪隨砂輪軸橫向往復磨削并且同時做縱向、垂直進給，從而保證工件平面磨削功能。加工所用分度盤為平面分度盤，結構原理類似于三爪卡盤，調節卡盤蝸桿可以使夾持尺寸在一定范圍內達到無級調整，卡盤可用于內外支承且8塊卡爪夾持面為圓弧形狀，能夠防止套圈裝夾變形。

針對內圈端面圓弧槽的加工難點，采取措施為：

1)利用分度盤將工件定位，使加工過程中8個槽的加工基準統一。

圖2 模擬砂輪形狀Fig.2 Simulation of shape of grinding wheel

圖3 D1，D2修整器Fig.3 Dresser D1，D2

圖4 粗、精修整示意圖Fig.4 Diagram of rough and fine dressing

3 數控編程

3.1 砂輪成形修整主程序

基于西門子840D系統編制的砂輪修整整合程序為：

NC/MPF/YUAN_HU_CAO_R10

ZY_LOAD

POSITION_6_1(259.2,238.5387,2.9,1.0,1.0)

(砂輪程序執行起始點位置)

M80

(除霧打開)

ZY_HINGED_DIAMOND4_C(400,26,260,1,4,”AA_D1”,”AA_D2”,0.01,400,21,0.02,50,1)

(砂輪進入磨削起始位置自動調用修整子程序”AA_D1”,”AA_D2”對圓弧R進行修整)

ZY_SURFACE_GRINDING20(35000,600,30,190,22,10,60,0,730.68687,0,361.079,381.17,380.91,0,0.001,3,3,54,1,3,0,0,0,0,0,0,1,361.079,0…0,0,0,0,0,1)

(工件在機床坐標系中的位置，以及砂輪磨削在X方向和Z方向磨削行程，及Y方向的磨削余量、加工進給量、磨削線速度[5])

ZY_LOAD_POSITION_6_1(259.2,538.5387,2.85533,1,0,1,0)

(磨削結束，砂輪軸回起始點位置)

M81

(除霧關閉)

M30

(砂輪軸停止轉動)

3.2 砂輪成形修整子程序

3.2.1 粗修整子程序

AA_D1_2.SPF

;BEGINNING:D1_PREPROFILING_GEO_FORWARD

;

;DEF REAL VORS1

;VORS1=GR_VORS1

M73

; Abspankontur

;

PREPROFILING_GEO_FORWARD:

G01 Z-11.1955 Y2.4440

G01 Z-11.1955 Y0.4980 ;F=GR_VORS10

Z-11.1955 Y0.4480

Z1.0000 Y0.4480

Z1.0000 Y0.3980

Z-10.8644 Y0.3980

Z-10.6119 Y0.3480

Z1.0000 Y0.3480

Z1.0000 Y0.2980

Z-10.4003 Y0.2980

Z-10.2149 Y0.2480

…

Z1.0000 Y-8.2520

Z1.0000 Y-8.3020

Z-5.5020 Y-8.3020

Z-5.5020 Y-8.3520

Z1.0000 Y-8.3520

Z1.0000 Y-8.4020

Z-5.5020 Y-8.4020

Z-5.5020 Y-8.4520

Z1.0000 Y-8.4520

G01 Z1.0000 Y2.4440

MSG(“End of pre-profiling”)

M17

; END:D1_PREPROFILING_GEO_FORWARD

(D1相對砂輪左側粗修整路徑，圖4)

3.2.2 精修整子程序

AA_D1_6.SPF

; BEGINNING: D1_RAW_GEO_BACKWARD

;

; DEF REAL VORS1

; VORS1=GR_VORS1

M73

; Abrichtprofil - rueckwaerts

;

RAW_GEO_BACKWARD:

MSG(“konturparallel - rueckwaerts”)

GR_ZO1=0

GR_YO1=0

G01 Z-5.5000 Y-9.0000 ;F=GR_VORS10

G03 Z-6.0000 Y-8.5000 CR=0.5000

G01 Z-6.0000 Y-6.0000

G02 Z-12.0000 Y-0.0000 CR=6.0000

G01 Z-13.0000 Y-0.0000

MSG(“End of contour-parallel”)

M17

; END: RAW_GEO_BACKWARD

(D1相對砂輪左側精修整路徑，圖4)

右側砂輪修整子程序類似左側砂輪粗、精修整程序，如子程序AA_D2。

D1，D2子程序應用概括：

AA_D1_1.SPF AA_D1_2.SPF AA_D1_3.SPF AA_D1_4.SPF AA_D1_5.SPF AA_D1_6.SPF AA_D1_7.SPF AA_D1_8.SPF AA_D1子程序是修整器(D1)修整砂輪左側粗、精程序,圖4。

AA_D1_1.SPF AA_D1_2.SPF AA_D1_3.SPF AA_D1_4.SPF AA_D1_5.SPF AA_D1_6.SPF AA_D1_7.SPF AA_D1_8.SPF AA_D2子程序是修整器(D2)修整砂輪右側粗、精程序,圖4。

4 工藝方案及效果

改進后的工藝方案去掉了銑圓弧R和打光圓弧槽工序，在終磨端面工序后增加磨削端面圓弧R工序。采用砂輪成形修整磨削加工工藝，使多道工序合并簡化，提高了套圈端面圓弧槽的尺寸精度和表面質量，降低了勞動強度，滿足了用戶需求。