李玉濱,郭紅衛(wèi)
(1.哈爾濱軸承集團公司 工模裝制造分公司, 黑龍江 哈爾濱 150036 2.哈爾濱軸承集團公司 電機軸承分廠, 黑龍江 哈爾濱 150036)
雙端面磨床以生產(chǎn)效率高、無磁場等優(yōu)越性,在軸承套圈的平面磨削中被廣泛應用,見圖1。但由于砂輪的逐步消耗導致套圈寬度尺寸變化、出料口與套圈的間隙等方面的因素,在加工過程中難免出現(xiàn)產(chǎn)品的外觀質(zhì)量、基準端面的平面度、兩端面間的平行度達不到工藝要求等質(zhì)量問題,甚至還會出現(xiàn)磨偏、掃邊、局部磨傷等現(xiàn)象,見圖 2。
圖1 軸承套圈的雙端面磨削
圖2 雙端面磨削平面常見質(zhì)量問題
套圈在兩砂輪端面間沿導板向前做進給運行時,由于采用反向磨削,所以會同時受到砂輪相反方向的兩個磨削力F1和F2;在這兩個力的作用下,套圈會產(chǎn)生一個以支承點為軸心的傾斜力矩M,見圖 3。
式中:B——套圈寬度,
A——套圈支承點與F1的距離。
由于套圈支承點與F1的距離在實際加工時會選擇得盡量小,因此,F(xiàn)1所產(chǎn)生的力矩可以忽略不計。
由公式(2)可知:套圈所受力矩的大小與套圈寬度B成正比,即套圈越寬,受傾斜力矩M的影響越大。
在設備調(diào)整時,必須將出料通道的寬度和套圈成品寬度間留有0.02~0.108mm的間隙,具體數(shù)值依據(jù)工件外徑尺寸和設備型號確定,而且,這個間隙的數(shù)值在同一臺設備上也會發(fā)生變化,即由于砂輪的消耗,工件的寬度尺寸會逐漸變大,所以,工件與出料通道的間隙在逐漸變小;當砂輪進行補償進給后,間隙值又重新恢復到原始狀態(tài)。
當一個套圈在加工完成時,開始逐漸移出磨削區(qū)域,由于受到傾斜力矩和相鄰工件的擠壓作用,所以在移出過程中,其定位穩(wěn)定性會逐漸惡化,在出料通道中開始輕微的擺動或振動。因此導致最后移出磨削區(qū)的部分加工表面出現(xiàn)質(zhì)量問題。
圖3 套圈在雙端面磨削中的受力分析
為使軸承套圈兩端面能夠獲得良好、穩(wěn)定的加工質(zhì)量,首先要解決的問題就是:工件在加工的全過程中,能夠自始至終地與砂輪保持一個正確、穩(wěn)定的相對位置關系,即消除工件移出時的擺動和振動現(xiàn)象。
首先,要使工件與出料通道間的間隙足夠小,才能保證工件加工的自始至終定位準確。其次,還要必須保證工件通過順利,否則生產(chǎn)將無法連續(xù)進行。
基于以上思路,為滿足實際要求。應該使得出料通道寬度尺寸,由“固定不變”改為“微量浮動”。因此,工件與出料通道的接觸方式,應由“剛性接觸”改變?yōu)椤皬椥越佑|”, 圖 4 為MM7675B型雙端面磨床改進前后的比較及原理示意圖。
圖4 MM7675B出料裝置改進示意圖
以MM7675B型雙端面磨床為例,將出料裝置左側可調(diào)擋板的結構加以改造,由原來的與工件剛性接觸形式改為微量可變彈性接觸。當工件移出磨削區(qū)域后,在彈性力的作用下,工件始終與另一側的固定擋板保持緊密接觸和準確的定位,直至工件與砂輪完全脫離,從而消除了工件在進入出料通道后的擺動和振動。
在保證實用性和經(jīng)濟性以及不對設備造成損壞的前提下,采用了在可調(diào)擋板表面貼附彈性材料的方法。彈性材料的首選應是耐油、高彈性橡膠板,所采用的膠號可參考相關的行業(yè)標準,為保證足夠的彈性和使用壽命,實驗表明,其厚度不應小于8mm。
在進行調(diào)整時,出料通道的寬度應小于成品工件最小尺寸0.05~0.15mm為宜。過盈量太小,橡膠板表面對工件的壓力不夠,過盈量太大則容易導致工件移動困難和橡膠板的過度磨損。
在對某型號產(chǎn)品進行加工時,抽查檢測結果見表 1。
表1 加工試驗結果(60210/01)
從抽查數(shù)據(jù)分析可知,改進后的產(chǎn)品加工,質(zhì)量穩(wěn)定且無磨偏掃邊等缺陷。
實踐證明:在對加工缺陷產(chǎn)生原因合理分析的前提下,對其加以消除,可獲得理想的加工質(zhì)量和生產(chǎn)效率。