淺談內磨表面波紋缺陷的評定及其檢測方法

洪亮

（杭州前進齒輪箱集團股份有限公司，浙江 杭州 311200）

1 背景

2018年公司采購了一臺數控立式磨床，在終驗收試磨工件時，兩家對內錐孔壁上顯示的有規律的直波形紋路產生了分歧，根據我廠的內磨經驗，該紋路叫振紋，一般為機床的各種原因振動導致，所以該設備不能通過驗收；而廠家則認為，這屬表面波紋度，而技術協議中并沒有關于表面波紋度的要求，因此只要表面粗糙度達到技術協議要求，就應該予以驗收。雙方各執一詞，經過多次溝通，一年后才終驗收通過。

為此，在查詢了相關標準和資料后，我發現內磨中出現的直波形紋路既可以叫振紋也可以叫表面波紋度，一個是從發生的原因的角度，一個是從波距的角度，兩者并不沖突。但具體判定是否合格，可參考的資料較少，現有的國標和行業技術條件等標準性文件中的判定標準，在實際操作過程中存在不足，容易引起扯皮，本文從實際操作角度，在內磨直波形痕跡判定方面，提出了觀點和檢測方法，希望能作為對該行業技術條件在這方面的一個補充。

2 對波紋度判定標準的補充

國標對表面波紋度的定義指的是間距大于表面粗糙度但小于表面幾何形狀誤差的表面幾何不平度，屬于微觀和宏觀之間的幾何誤差。在JB/T9924-1999（磨削表面波紋度）和JB/T9906.2-1999（內磨技術條件）等標準文件中對波紋度的判定標準，均為從幾何形狀特征，測算平均波幅值Wz，即測量長度lp內波紋度曲線上的5個最大波幅的算術平均值，這對于一個直徑200左右的內孔而言，相當于是放大后，用儀器從微觀角度進行了判定。

但在實際磨削過程中，表面波紋度還有多種宏觀的表現形式：直波紋、螺旋紋、魚鱗紋以及拉毛劃傷等，這些并沒有體現在國家或行業標準文件中，但在磨工技術手冊之類的專業性指導書籍中，確有明確說明，并稱其為內圓磨中常見的質量缺陷，并有其產生原因的分析，說明這是磨工行業中一個長期積累下來的，經過反復驗證后的經驗。這也就是為什么，當我們這次采購的設備產生有規律的直波形紋路時，操作工能馬上就指出該設備可能存在問題，并指出問題可能發生的部位，并在一系列的修理、檢測、調整后，解決了問題。

由上可見，因為表面波紋度是介于微觀與宏觀之間，所以存在著微觀與宏觀兩種不同的表現形式，而國標僅從微觀方面提出了評定標準，缺少了從宏觀角度進行評定，宏觀方面則只是行業內的一個參考經驗，并沒有國標或行業標準。這使得當出現報告合格，卻有宏觀缺陷時，各方可以站在自己的角度去解讀，容易出現分歧、扯皮。所以我認為應該從宏觀方面，參考行業經驗，將直波形紋路、螺旋形紋路、魚鱗紋以及拉毛劃傷等質量缺陷，作為宏觀角度的表面波紋度判定標準，補充進國標和行業標準。

3 直波形紋路的檢測方法

直波形紋路：呈直條狀。且與工件內表面母線一致，使得工件圓孔形似多邊形。寬度與分布間隔上都有一定的規律性，如等寬均布，或不等寬、不均布，但呈周期性變化。當直波形紋路等寬、并規律均布時，就類似一個多棱形。

雖然專業性指導書籍中將直波紋痕跡列為常見的內磨缺陷之一，但是具體怎么檢測這種波紋卻沒有說明，是直接肉眼可見還是需要借助別的手段，像我們這個案例中的工件，磨完后用光照看不出直波形紋路，在我們與軸配研后在光照下才能夠顯現。所以我認為可以用該方法突顯內孔的紋路，變得更容易識別。

具體操作方法，如果是檢查內錐孔，就是在錐形塞規或外錐面均勻的涂一層著色劑，讓塞規或外錐面與內錐面充分接觸，接觸后表面波紋度的波峰就會著色顯示，拿掉塞規或外錐面，以內錐面是否顯示有規律直條狀紋路，來判定是否合格。這個原理跟刮研找硬點是一樣的，所謂的硬點也就是波紋的峰，在著色劑的作用下，兩個面接觸后，波紋的峰就會顯示出來，所以該方法也可以用于別的磨削表面檢查表面波紋度。

該方法因為接觸面是兩個大錐面，所以可以排除表面粗糙度對波紋度的影響，如果檢查時，采用的不是標準外錐，而是外磨的外錐，為了排除外磨也可能產生直波形紋路，可以第一接觸后，外錐換角度多接觸幾次，如內孔直波形紋路沒有寬度、距離等方面的改變，可以判定為內錐孔存在直波形紋路，否則可能外錐存在直波形紋路。

就像這次為了驗證新機床的性能，因為產品內錐孔孔徑較大，我們采用在軸的外錐上涂上著色劑，讓兩錐面充分接觸后，看接觸面的情況，接觸情況如圖1（a），圖1（b）則是我們普通內磨機床加工出來的，兩錐孔表面粗糙度都在Ra0.2左右，與之相配的軸表面粗糙度都在Ra0.56左右，圖1（a）明顯可見規律的直波形紋路，而且在機床經過一系列的調整后，直波形紋路還發生了變化圖1（c），波距更密了。

圖1

4 結語

本文認為直波形紋路，會影響內孔的使用壽命，特別是軸承行業，因此這樣的產品是無法達到質量要求，而內磨作為內孔加工最后一道工序，機床的質量會直接關系到產品的加工質量，所以應當將直波形紋路等內磨中的常見缺陷評定標準補充進國標及行業標準中，特別是機床技術條件中，只有設備要求提高，生產出優質的設備，才能生產出優質的產品。