精密轴承外环孔的研磨.pdf

安徽工学院学报?,!?#,?一%&()+,)./,01 1)23精密轴承外环孔的研磨周立仁安徽工学院机4成厂摘要对于 圆柱度在555?66之 内,表面光洁度 在甲?7以上的精分抽承 外环孔的加工,在精加 工之后还需要进行精密加工。一般形磨 难以保证 加 工要求,而且对单件或 少量生产,晰 磨并不经济。为此,本文是以研磨专用轴承外环孔 为例,着重论述 弹性 研磨头的 结构和特卢、及设计要求,研 磨孑 8的工作 原理,磨杆、研磨剂和研 磨用量的选择,研 磨时应注意的事项。关健词轴 承,洁密 轴承9研磨9弹性研瞬头。弹性研磨头的结构和特点及设计要求?。3结构和特点研磨的专用轴承外环孔见甲,卜产、甲弓:尹尹三三三已已日日日4 4 43;萝萝萝萝萝萝萝萝萝萝萝#口口口勺3 3 3民民民民一一一一 二 泛泛泛泛4十作。耳 了?%5仁二。丁争争争争争争争争争叹、挤挤犷犷一 次扩扩9 9 9兴兴彩彩&、7一锥柄%一导悄田?专用物承外环?一研磨块一弹簧一牛肖 一心轴一螺打!一螺母图研磨头结构图弹性研磨头的结构,为图所示。工作面是由四个研磨块组成,各研磨块可分别在安徽工学院学报?!?年7月弹簧力的作用下自由张开,或在外力的作用下自由收缩,并能绕研磨块与弹簧接触处的支点 自由摆动。这样,研磨头在 工作过 程中,可 随动调整,使工作 面与被研磨孔处于同轴状态,而不 受机床传动机构和工件安装精度 的影 响。同 时,还能自动 补偿研磨块在工作过程中的磨损,以保持工作面 上的研磨压力始终处于均衡状 态。?设计要求为了使研磨头在工作过程中,具有最佳的工车状 态,结构设计 须要考虑下 列几点要求。?弹簧力的选择,应根据单位面积 的研磨压力来确定。即(,式中为弹簧力。为单位面积的研磨压力,(为研磨块 的实际工作面积。?理弹簧的安装位置,应使弹簧的中心 纹位于研磨块有效工作 面的 对 称中心上。这样,可保持工作面 上 的研磨压力均衡,研磨块移动平 稳。被研磨孔的一长度。过一长,不利于?7?,?上!?之?研磨块 工作面 的有效长度,一般取校正孔在 研磨前形 成的园柱度误差,过短,会增大研磨块 工作面轴何磨损 的不 均匀性,以致破坏孔的形状精度。#。%为了使研 具 能方便地进入工件孔内,研磨块的两端应具有导 向园锥,其 园锥角约为#&。(。#?&研磨块的材料,应 选 用比工件不软的材料,以便磨料能粘附在磨块 工作面上,对工件起研磨作用。由于珠光体铸铁比其他软材料更具有良好的粘砂性和耐磨性,研磨钢件时通常多采用这种材料。孔的研磨?#工作康理众所周知,要使研磨获得高光洁度,粘附磨料的 研具,必须在一定 的研磨压 力卞,相对于加 工 面作复 合运动,即回转和直线往复运动。这样,才能在加工面上形成细痕网 纹状的光滑表面,如图所示。根据这个原则我们选用摇臂钻床作为动力源,通过 研磨头的锥柄把弹性研具安装到钻宋主 轴的锥孔内,工件自由安放在固定于工作台 上的支承平板 上,形成浮 动加工状态。研磨头相对于工件的 复合运 动,则由钻床主轴的 回转和直 线往 复运 动来 完成。其工作原理如图%所示。工、兀、#研磨块行程 的起 始和返 回位置,#越一磨块越程 量,)孔一孔 深,一越 程部分,日一磨纹相交角。图单个研磨块双 行程 的研磨网纹本文收到日期+#,.年#(月日第!卷第?期精密轴承外环孔的研磨7。研用/的选择研磨用量包括研磨头的园周速度和往复运动速度,径 向进给 量和单位面积 的研磨压力。?园周速度和往复运 功速度园周速度。#与往 复运 9 速度,#是否选 配得 当,对加 工效 率和表面 光 下3写 度有显著 的影 响。试脸证明,增加。和,都能提高金 属切除率。但增加到一定程度,表 而光 洁度会显著下降,甚至会出现烧伤现象。弹性研磨头 的,可以比一般 研 具 选高些。这是因为研磨块在 径 向具有一定的弹 比,磨粒不易被磨钝、挤碎,因此不会使金属切除率和表面 光下 白望很快下涤。对 可 选用?5?米分。研磨速度是。和,的向量 和,为图 所示。网纹的螺旋升角日是由,和,的比值来确定的。即/日,。实践证明,当日角为7 55%55时,图工 作 原理示意图,图 研 磨速度3宜信习一一刃 多侄?磨效率最高。但表面 光洁度较差。为了提高表面光洁度,精研时日角宜取一 5一 5。径向进给 量与单位面积的 研磨压力弹性研磨头的径向进给量是 随 动的,它 取决于单位时间内的金属切除量。因此,在 其 它工作条件不变 的情况下,进 给 量直 接 与研磨压力有关。金属 切除 量 与研磨压力的关系,为图%所示。由关系曲线可知,金属切除率随研磨压力的 增 加而增加,但仅 在一定范围 内可提高。因此不宜取 得过大,一般取!)!牛顿 平 方图%厘米。工件材质硬时取高值,工件材质软时取低值,研磨压 力与金属切除 率的关 系通过选择合适的弹簧力来保证。7启料的选择安徽工学院学报?!?年7月磨料是影响加工 效率和表面光洁度的重要因素,应根 据工件材质的性质,加工精度和表面光洁度的要求来选择。对于嵌砂研磨来说,研磨钢件常 用氧化铝(57#又称刚玉或氧化铬57#作磨料。磨料的粒度主要 取决于对表面光洁度的要求。根据轴承钢的性质、孔的 加工精度和表面光 洁度的要求,我们选用粒度为?5的氧化铝作为粗研磨料,光洁度达到3。选 用磨料粒度为3的氧化铝作为精研磨 料,光 洁度达到?7。研磨荆的选择研磨剂不仅要起粘合和冷却润滑作用,而且在研磨过程中还要起化学作用,以加速研磨过程。对钢件 来说,研磨剂常用 煤油、汽油、?5 号机油和透干油等用纯净的 或混合 的#。为了加快研磨过 程,可 在研磨剂中加入粘性较大和氧化作用较强的 油酸或硬脂酸。因为它能在加工 表面 上产生化学作用,形成一层易被磨粒刮去的软化薄膜。对前工序的加工要求研磨是异常缓慢的磨削加工,只有余量极小的时候,才不会耗费大量的时间,经济上才合算。研磨余量的确定,主要取决于前工序所形成的表面粗糙度、孔径和形 状误差。因此,要求研磨前的工序应该是精磨。在前工序中要力求孔径和形状误 差小、表面光洁度高,从而使研磨余量达 到最小。但是,过小的余量会给前工序增加困难,一般取直径上的研磨余量为55 5 55?毫米。对弹性研磨头来说,由于它能很好地校正前工序的加 工误差,而且加工效率较高,可以适当降低前工序的加工精度要求,允许直 径上最大的研磨余量到55 毫米。【二 拒拒拒拒拒拒拒乡乡口口 3 3 3】龚龚龚4 4 4 4 4 4 4 坦坦坦坦刃刃曰曰8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8一一一一一一一3 3 3 3 3 3 3一一且一?洲洲卜卜卜卜一 一卜一一一一一一一一 3川川卜卜卜卜卜今4 4 4图?校正园柱 度误差的研磨 过程卜卜卜卜卜卜卜卜卜卜卜卜 寻寻寻寻一闷闷,口口交交交剧剧剧剧剧剧剧43一=?一一厂厂厂广 弹簧中心 线厂图!孔两端 形成喇叭口的示意图。%。%。?研,时应注惫的事项研磨前,应仔细测量待研磨孔的尺寸与形状误 差。必要时需在工件的 相 应部位上做出标记,以供 研磨时 参考。多%当待研磨孔有较大的园柱度误差时,安装工件时应将孔 的小端朝上,研 磨第!卷第?期确密轴承外环孔的研磨开始时研磨头的往复 行程要 短,然后自上而下逐步增 加 行程,研磨边测量,反复进 行,直到消除园柱度误差为止。如图所示。同时,要边%!研磨块的越程,8越应严格掌握,通常取研磨块育效工作面长度的。7一5 倍。过小,会使孔壁中部磨得过多,产生腰鼓 形误差9过大,会使 两端孔口扩大,形成喇叭口,产生鞍形误差。最大越程不得超过弹簧的中心位置,即 研磨块有效工作 面长度8二的一半。否则,研磨块在弹簧力作用下会产生歪斜,以致破坏孔的形状精度,如 图!所示。%由粗研转入精研时,必须 用汽油将研磨头和加工面清洗干净,防止留下粗磨料在精研过程中影响表面光 洁度。%。不允许 研磨头在没有柱复运动的情况下 进行工作。%在加工 过程中,要 勤检查研磨块 工作而的磨损情祝。如发现工作面有凹或凸鼓形,应立即修整。修整的方法,只需在车床上精车一下。7结论7?加工对象为中型精密 轴承外环孔,如图?所示。研磨前的 孔经过磨削加工 其团度误差微米,园柱度误差 微米,表面光洁度,有波 纹。直径上最大的研磨余量为55 毫米。!加工条件机床7 型摇臂钻床,研具弹性研磨头9量具内 径千分尺9其它加工条件见表?。裹?其它加工条件磨料研磨液园周速度,往复运动速度操作方式3 1.一卫列川川&氧化铝粒度?5粗研3精研煤油%5硬脂酸 5?米分)二?转分7米分机动手动77研磨孔达到的加工精度和表面光洁度,经计量单位南京市计量院#测定,园柱度为5?微米,表面光洁度?79孔径误 差在 公差范围内。7弹性研磨头结构简单,使用方 便,能 够 随动调整,具有与工件处于 同 轴状 态 和保持研磨压力始终处于均衡状态 的特点。可克服操作不 够熟练,机床精度低等因素对加工精度的影响。在本文推荐的加工 条件下,能稳定地 达到?微米以内的 孔形精度和?以上的表面光洁度。因此,对缺少 专用 超精加 工设备的工 厂,特别是对于单件或小 批 生产,很有推广应 用的价值。%安徽工学院学报?!?年7月参考文献?张正 明用弹性研具研磨中型精密轴承 孔机械制造,?!%,?8(?:0?8?(?助。赵8犷1)016_1,)1_1/2 2()+,)./,/+/12/11)232#(0?(02316_ 1,),)22+/1,)2 11,.,2)1_,).,/12+/213,),1,/132555?们比们。_).+_1 1,),._21?7)11.11,.,2)21 1._/1,),.,)6_1,),),)_,3,2),)12)2/.1+1/12,)16_)._)2 2+1/,2)22/一32/2.6_33_/12 1.)2/1112)2 6,1 _3。2/,1,)111+.13_,)_)_/2 2/11),1 _31 12)26,1_31)1,/._ 12/1)。)/,._/,131,1/_,)3_,)21 1.2/2312.1,_31_,).+/1主).,。?#,.1+./1./+/+1213_./,113_,)1_,3_,)_.,1,3_,)12 62+)_)/1.131 1/,2)23_,)_ _61/1.9.2611甘_.,)/1 2 1._12,1_3.。?1 _,)911,.,2)1_,),3_,),13_./,13_,)1_