無心磨床支架的優化改進

摘要：用無心磨床加工長軸類零件具有光潔度好、直線度高等優點，可以有效保證產品質量。基于此，在原有無心磨床的基礎上，通過優化改進支架，將固定支架變為可調節支架，可擴大無心磨床的磨削直徑范圍，進一步提高企業加工能力。

關鍵詞：無心磨床;可調節支架;磨削范圍;優化改進

0 引言

在無心磨床上加工絲杠、光杠等長軸類零件，具有加工粗糙度低、精度高、生產效率高等優點。在實際生產中常采用固定支架的無心磨床，這種磨床可磨削的直徑是固定的，只能磨削特定直徑尺寸的長軸零件，在產品種類眾多的情況下，要求企業有更多規格和型號的機床才能滿足生產需求，無形之中增加了企業生產成本。基于此，本文通過改造無心磨床，將固定支架改進為可調節支架，可擴大無心磨床的磨削直徑范圍，在保證零件加工精度的前提下，滿足多樣化產品加工需求，提高企業的生產效率和生產能力。

1 無心磨床介紹

1.1? ? 無心磨床加工原理

無心磨是磨削加工的一種特殊形式，磨削過程中工件不定回轉中心，可磨削圓柱面、圓錐面。無心磨床由磨削砂輪、砂輪架、床身、托架、導輪、縱向進給機構、支架等部分組成。常見的磨削方式有：切線進給磨削、切入進給磨削、斷面進給磨削和通過進給磨削。磨削砂輪高速旋轉對工件起磨削作用，導輪以較慢速度旋轉，從而帶動工件做旋轉運動，貫穿磨削時通過調整導輪軸線的傾斜角來實現軸向進給，切入磨削時通過導輪架的移動來實現徑向運動，支架起支撐縱向進給機構和工件的作用。

1.2? ? 無心磨床特點

無心磨床的特點主要包括：（1）導輪和支架支撐剛性好，易于實現高速磨削，有利于絲杠、光杠等細長軸類的精加工;（2）可實現連續加工，無需退刀，生產效率高;（3）工件靠外圓在無心磨定位機構上定位，磨削量是工件直徑上的余量，故砂輪的磨損、進給機構的補償、切入機構的重復定位精度誤差對零件尺寸精度的影響較小;（4）工件不需要打中心孔，可實現自動化上、下料。

2 優化前的無心磨床支架

原有無心磨床由固定支架、縱向機構、砂輪、砂輪架、導輪、托板、床身等部分組成，固定支架支撐著縱向進給機構和工件部分。優化前的無心磨床支架裝配圖如圖1所示。對于生產中使用固定工件支架的無心磨床，其磨削直徑固定，磨削范圍小，只能磨削特定尺寸的長軸類零件。

在日常生產中，由于產品種類多，通常存在長軸類工件批量小、尺寸不統一的情況，如若再引進設備，必然會增加生產成本，同時部分設備閑置將造成資源浪費，而現有的固定支架無心磨床磨削尺寸一定，無法滿足磨削需求。因此，可以在現有固定工件支架的基礎上，對無心磨工件支架進行優化改造。

3 優化后的無心磨床支架

優化需要考慮的因素有：可調節支架的結構形式、各支架的承重、調節方式。在優化過程中，首先測量固定支架的高度以及砂輪的中心高度，根據所需要的調節范圍，確定可調節支架螺桿的調節行程、螺桿螺距以及螺母轉動一圈螺桿進給的距離，確保螺桿移動行程能夠滿足調節需要。同時還要計算可調節支架的支撐重量，確保各支架上螺桿有足夠的剛度。

通過優化設計，將無心磨工件支架變為可調節支架，由底座、手柄、調節螺母、縱向螺桿、法蘭盤、支座體、橫向絲桿及滑板等部分組成。底座安裝在地基上;調節螺母與底座采用間隙配合，應嚴格控制其配合間隙;調節螺母與縱向螺桿配合，調節螺母上刻有刻度，根據螺母轉過的角度，確定縱向螺桿移動的距離;縱向螺桿通過螺釘、銷子與法蘭盤固定結合;法蘭盤用螺釘固定在支座體上，支撐著滑板;滑板與支座以燕尾形式配合，形成滑動導軌面;支撐板用銷子定位并用螺釘固定在支座上，用于支撐橫向絲桿;橫向絲桿與滑板配合帶動滑板移動。整個可調節支架支撐著上面縱向進給機構部分。優化后的無心磨床支架裝配圖如圖2所示，優化后的無心磨床可調節支架如圖3所示。

4 效果分析

4.1? ? 優化后的無心磨床調節方法

優化后的無心磨床在磨削不同直徑的長軸時，用手柄轉動螺母驅使縱向螺桿上下移動，通過縱向螺桿帶動上面支撐部分及進給機構部分上下移動，即可調節在支架上的工件與砂輪的相對中心高度，根據螺母轉動的角度控制縱向螺桿的移動距離。同時可以通過轉動橫向絲桿移動滑板，微調工件與砂輪的水平距離，以滿足加工要求。調節完成后，需對無心磨床進行整體精度檢測，檢測達到要求后即可進行磨削加工。

4.2? ? 優化后的無心磨床應用效果

優化后的無心磨床，改變了原來只能磨削特定工件尺寸的現狀，可以在可調節范圍內根據生產加工調節出所需要的加工直徑，調節過程簡單易操作，具有可行性，調節后磨削加工的細長軸類零件經檢測達到了工件的加工精度、粗糙度等各項要求。

5 結語

本文通過對無心磨床支架進行優化改進，擴大了無心磨床的加工范圍，充分滿足了加工產品種類多樣化的需求，既保證了細長軸類零件的加工質量，又提高了機床的加工能力，有利于降低企業生產成本。

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收稿日期：2020-06-06

作者簡介：王兵琴（1985—），女，甘肅天水人，工程師，從事工藝設計工作。