3MK1812B推力角接觸球軸承溝道磨床

侯喜林 閆漢超

（洛陽(yáng)軸承研究所有限公司，洛陽(yáng) 471039）

在所有軸承磨削加工設(shè)備中，內(nèi)表面磨削具有表征意義。外溝和內(nèi)徑磨削均屬于內(nèi)表面磨削[1]?，F(xiàn)有磨床3MK1410B的工件軸線與砂輪軸線的夾角為0°，更適合磨削加工軸承外圈的內(nèi)徑和深溝球軸承的外圈溝道。若用來(lái)磨削加工如鉆井軸承外圈（見(jiàn)圖1）的溝道，則砂輪會(huì)被修整成圓心角不大于180°的圓弧形，只用砂輪的單側(cè)對(duì)外圈進(jìn)行磨削，造成砂輪損耗大且溝道受力不均勻。鑒于此，對(duì)3MK1410B磨床上進(jìn)行合理化改造，改造成為3MK1812B推力角接觸球軸承溝道磨床，使之滿足對(duì)這種軸承外圈的精磨加工。

圖1 軸承外圈圖

1 工作原理及總體布局

1.1 工作原理

考慮對(duì)前文提到的軸承外圈采用切入式磨削。在電磁無(wú)心夾具中心線與電主軸的中心線夾角為135°時(shí)進(jìn)行磨削軸承外圈，磨削示意見(jiàn)圖2[2]。

圖2 磨削示意圖

1.2 總體布局

根據(jù)設(shè)計(jì)思路對(duì)3MK1812B磨床的總體布局如圖3所示，三維示意圖見(jiàn)圖4。工件拖板上墊板6和修整器1都安裝在工件拖板9上方；工件箱3固定在工件箱下墊板4上方，工件箱下墊板4在能以工件拖板上墊板6上的一中心旋轉(zhuǎn)45°，支承座5同樣安裝在工件箱下墊板4上方，電磁無(wú)心夾具2安裝在工件箱3的前端面；磨頭座10安裝在磨架拖板11上。

圖3 總體布局圖

圖4 三維示意圖

2 主要結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

3MK1812B的控制系統(tǒng)采用針對(duì)磨床控制的專用數(shù)控系統(tǒng)，整機(jī)實(shí)現(xiàn)全數(shù)字化控制，具有砂輪修整功能，并將修正后的砂輪數(shù)據(jù)作為刀具數(shù)據(jù)計(jì)入數(shù)控系統(tǒng)[3]?？刂葡到y(tǒng)具有人機(jī)對(duì)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。

2.1 工件進(jìn)給結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

工件進(jìn)給機(jī)構(gòu)作為磨床的關(guān)鍵部件，其精度直接影響軸承外圈加工質(zhì)量。本磨床采用交流伺服電機(jī)——滾珠絲杠機(jī)構(gòu)，如圖5所示。交流伺服電機(jī)通過(guò)彈性聯(lián)軸器帶動(dòng)滾珠絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)。滾動(dòng)螺母固連在進(jìn)給拖板上，帶動(dòng)拖板直線運(yùn)動(dòng)。拖板由高剛度、高靈敏度的十字交叉滾子導(dǎo)軌支承。采用交流伺服電機(jī)既能滿足循環(huán)過(guò)程中多種速度的大小及方向變化的自動(dòng)控制要求，又可避免低進(jìn)給速度下產(chǎn)生爬行的弊端，同時(shí)可實(shí)現(xiàn)砂輪修整補(bǔ)償運(yùn)動(dòng)，使機(jī)床結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。

圖5 工件進(jìn)給結(jié)構(gòu)示意圖

此外，3MK1812B磨床最大的改進(jìn)在于，在原有磨床3MK1410B工件拖板上方固定一大塊工件拖板上墊板。工件箱體和工件箱下墊板能夠一體式在工件拖板上墊板上的沿著大圓弧形截面式T型槽內(nèi)旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)了在電磁無(wú)心夾具中心線與電主軸的中心線的夾角調(diào)整為135°時(shí)進(jìn)行磨削。這樣的優(yōu)點(diǎn)在于切入式磨削時(shí)能夠有效利用砂輪且軸承外圈受力均勻。

2.2 修整器

所用修整器為單點(diǎn)式金剛筆修整器，具有倒抬和圓弧修整功能，有簡(jiǎn)單易于控制砂輪的形狀特點(diǎn)[4]。修整器整體固定在工件拖板上墊板上，與工件箱一同隨工件拖板前后進(jìn)給修整砂輪。調(diào)整修整器后方的調(diào)整座上的調(diào)節(jié)絲桿，可以微調(diào)修整器金剛筆與砂輪的相對(duì)位置（前后方向）。另外，修整器能在固定工件拖板上墊板上面的導(dǎo)向平鍵滑動(dòng)，控制修整器金剛筆與砂輪的相對(duì)位置（左右方向）。修整器示意圖如圖6所示。

圖6 修整器示意圖

2.3 磨架拖板結(jié)構(gòu)

磨架拖板結(jié)構(gòu)由砂輪電主軸、磨架及交流伺服電機(jī)——滾珠絲杠機(jī)構(gòu)（與工件拖板類似，不再贅述）組成，實(shí)現(xiàn)了砂輪旋轉(zhuǎn)和磨架左右行復(fù)合運(yùn)動(dòng)[5]。此外，磨頭座的后側(cè)和前側(cè)各有一個(gè)調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了兩個(gè)方向上的微調(diào)。磨架結(jié)構(gòu)示意圖如圖7所示。

圖7 磨架結(jié)構(gòu)示意圖

3 使用結(jié)果

用50個(gè)某軸承外圈在磨床3MK1812B上進(jìn)行磨削試驗(yàn)，結(jié)果表明其達(dá)到了相關(guān)的精度要求，見(jiàn)表1。

表1 軸承外圈磨削試驗(yàn)的參數(shù)

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)磨床3MK1410B進(jìn)行改造，實(shí)現(xiàn)了最初的設(shè)計(jì)目標(biāo)。另外，3MK1812B推力角接觸球軸承溝道磨床除了能夠精磨前文提到的鉆井軸承外圈外，還能通過(guò)旋轉(zhuǎn)工件箱使電磁無(wú)心夾具中心線與電主軸的中心線夾角在90°～135°內(nèi)變動(dòng)，以加工其他接觸角的推力球軸承。由于3MK1812B磨床是手動(dòng)上下料，效率有待提升，有必要在以后的工作中實(shí)現(xiàn)該磨床的自動(dòng)化。