摘 要 外（wài）圓柱形工件的端麵磨削（xuē）在磨削加工過程中比較常見，但針對磨削泵體法蘭盤高精度端麵及中間凹的問題，需要利用在精密級外圓（yuán）磨床的基礎（chǔ）上從改進設計、砂輪修（xiū）整以及進給調整、磨削調整和冷卻優化等各環節來解（jiě）決。通過（guò）改進方案的實施目的是提高加工質量，滿足零件技術（shù）要求。

  
      用外（wài）圓磨床磨削大型（xíng）工（gōng）件（jiàn）的端麵效率低、砂輪（lún）損耗大、易產生磨削燒傷，且要達到相應的精度和粗糙（cāo）度對磨工的技能水平要求較高。在修整砂輪時，通常有經驗（yàn）的磨工會拿金剛筆手動修整砂輪端麵，將砂輪修成中（zhōng）凹。加工時利用砂輪的最（zuì）外沿進行磨削（xuē），這種方式減少磨削熱，保證了工件端麵（miàn）的精度。實際加工過程中，這類中（zhōng）凹大端麵磨削難度大，因
為機床保證不了此磨削獲得的端麵是否是中凹狀態（tài）。本（běn）文就從原理和實（shí）際試驗的結果出發，提出一種解決的方案，以（yǐ）供大家參考。

      1 、方案（àn）介紹

      下圖1 是試驗（yàn）工件的示意圖（tú），此類工件大多應用（yòng）在泵體的（de）密封端蓋處，要求工件（jiàn）端麵的精度較高（gāo），且端麵處要求中凹0.01~0.015mm，防止（zhǐ）在螺釘擰緊後導致變形。如要在MM1332 精密外圓磨床上完成此工件的磨削加工，就需要對MM1332 精密外圓磨床改型（xíng）設計。試磨工件材質：45 鋼；熱處理：調質（zhì）T235。

     1.1 方案設計改進
 
    1）改進兩軸運動夾角。
 
     普通外圓磨床工作台（tái）導軌和（hé）砂輪架導軌呈90°布置，標準上要求兩軸的垂直度在0.02 mm 以內。因此，磨削出的端麵基本上是90°，但（dàn）在大端麵磨削時，由於散熱條件差，工件端麵中凸（tū）現象經常發生，無法保證工件的中凹要求。故在設計原（yuán）理上要進行（háng）改（gǎi）進：將此兩軸夾角略加改動（dòng），如下圖2 所示 。
   

    圖2 外圓磨床軸（zhóu）係（xì）關係圖

     當兩軸夾角略小於90°時，參與磨削的（de）砂輪由於修（xiū）整成中凹（āo）後，砂輪最（zuì）大外圓處磨削端（duān）麵時有軸向差X（就是下圖中的中凹量0.02 mm），故能磨削（xuē）出中凹的端麵，如下圖3 所示。

      圖3 中，利（lì）用工件端麵（miàn）的中（zhōng）凹（āo）量和端麵的寬（kuān）度，可以用公式計算出機床砂輪架主軸軸線與（yǔ）工（gōng）作台運（yùn）動（dòng）時水平方向的平（píng）行度（俗稱砂輪架側母線）的調整數據。在上述工件的要求中，經過（guò）實際（jì）試（shì）驗（yàn），由於砂輪的磨損，將砂輪架主軸側母線改製量加大在150 mm 測量（liàng）範圍內允（yǔn）差0.12~0.13 mm，且砂（shā）輪端方向要偏離工件方向，這時磨削出 的上述（shù）端麵中凹
量在0.01~0.015 mm 左右。

     2）改（gǎi）進橫進給部分
 
     由於墊板偏置一定的角度後，橫進給部分的傳動鏈受到了幹涉。原來的剛性連接軸因角度關係無法偏置，需將剛性連接部（bù）分改為柔性連接，來保證傳動（dòng）精度的可靠性[3]。試製時，增加一“萬（wàn）向節”，用（yòng）它來傳遞進給時的扭矩，充分發揮（huī）萬向節可以適應在較大的角度偏置（zhì）上的優點，避免聯軸器因彈性過大帶來的精度走失問題。
 
      1.2 磨削試驗
 
     1）砂（shā）輪修整方法
 
     修整方法（fǎ）的示意圖如圖4 所示，將一金剛石刀片裝（zhuāng）在刀杆上，修整時（shí），用（yòng）手動橫進給手（shǒu）輪，使金剛石刀片沿砂輪側麵往（wǎng）複均（jun1）勻移動，也可以（yǐ）用砂輪的（de）快速進退功能，對砂輪進行修整。由於兩導軌夾角小於90 度，這樣修（xiū）整出的砂輪本身就帶內凹的（de）角度。每次往複切削（xuē）深度約為（wéi）0.03~0.04mm，修整砂輪時可不用（yòng）冷卻。

     2）磨削方法
 
    圖5 為磨削進刀示意圖，將砂輪端（duān）麵（miàn）修整成內凹形狀，靠近工（gōng）件端麵進行磨削，工件沿圖中S 方向移動實（shí）現（xiàn）連續均勻進給。在磨（mó）端麵的時候，砂輪（lún）與工件的接觸（chù）麵積比磨外圓時大，同時，磨外（wài）圓用的冷卻液（yè）噴嘴很難將冷卻液注入到端麵磨削區域，致使端麵的磨（mó）削條（tiáo）件惡化，容易產生燒傷（shāng）。因此對冷卻噴嘴加以改進，在（zài）砂輪端麵工（gōng）作部位的上方加裝一個附加噴嘴[4]，使磨削時冷卻液能較順利地注入磨（mó）削區（qū），以（yǐ）改善磨削（xuē）條件。

    在靠磨端麵時，砂輪的進給是借助於工作台縱（zòng）向移（yí）動手輪實現的，進給量的大小和進給時（shí）平穩性在很大程度上憑操作者的經驗控製，同時普通機床的縱進給手輪的進給速度偏大。例如 MM1332 精（jīng）密外圓磨床的（de）縱向進給手輪每轉一（yī）圈，工作台移（yí）動6 mm，在這種情況下，進刀不平穩，造成進刀斷斷續續及進給量偏大而引起燒傷，同時進刀不平穩也容易破壞砂輪（lún）工作表麵，使其切削性能過早地喪失（shī），每修整一次砂輪的端（duān）麵磨（mó）削量下降，我們可以對縱進給手輪略加改（gǎi）進，用兩級蝸（wō）輪副減（jiǎn）速，使（shǐ）其進給均勻，以利於解決端麵磨削的燒傷問題。
 
     1.3 其它改進
 
     在磨削過程中，要達到（dào）穩定的端麵中凹精度，通過上述的略微改進可以（yǐ）實現。在實際的（de）磨削（xuē）加工中，磨削燒傷是影響加工（gōng）質量和效率的主要因素。由（yóu）於（yú）磨粒在工件表麵上滑擦和切削麵消耗的能量有80%以（yǐ）上是作為熱能傳入工（gōng）件的，其（qí）餘部分則傳入砂輪和被磨去的切屑、冷卻（què）液等周圍介質。因此，在（zài）討（tǎo）論端麵燒傷問題時（shí），主要是考（kǎo）慮接觸溫度，分析它（tā）的產（chǎn）生和傳導等。而磨削區域的接（jiē）觸溫（wēn）度的高低與砂輪速度、工件材料、砂輪特（tè）性（xìng）、修整質量及縱進給等有關。從以下三個方麵的改進也可達到提高磨削精度的目的。

     （1）選用合適的砂輪。工件材料對磨削溫（wēn）度也（yě）有影響，磨削熱敏性大、強度高（gāo）的軸（zhóu）承鋼比45 鋼高，對於脆性材料的球（qiú）墨鑄鐵，雖其磨削時的溫度比（bǐ）45 鋼（gāng）低，但導（dǎo）熱性確比（bǐ）鋼（gāng）小，所以球墨鑄鐵也容（róng）易燒傷。磨削時，不同磨料與工件材料有一定的適應（yīng）性（xìng），比（bǐ）較硬而脆的白（bái）剛玉磨料磨淬火（huǒ）軸承鋼較好，而（ér）對於調質的45 鋼，因其（qí）加工性能的不同，以韌性較好的棕剛玉砂輪更合（hé）適，而微晶剛玉砂輪（lún）則適於（yú）球墨鑄鐵的磨削。
 
      （2）采用合適的修整方法。不同的修整方法（fǎ）直接影響著工件表麵燒傷和效率，用手持碳化（huà）矽砂輪（lún）塊修整砂輪時，不容易保證切削刃口的鋒銳和幾何形狀的正確，致使磨粒更（gèng）易磨損，使磨削溫度容易升高而燒（shāo）傷工件（jiàn）。用自動修整就（jiù）能相對保證。端麵磨削采用傳統的手動進給則因進給量的大小及其平穩性不（bú）易控製，使端麵磨削質量（liàng）下降。增加蝸輪副減速，使其進給均勻，以利於解（jiě）決端麵磨（mó）削的燒（shāo）傷問題。

     （3）改善冷卻條（tiáo）件。帶走磨削區熱量，減（jiǎn）少和避免磨削燒傷。由（yóu）於（yú）砂輪速度高，在砂輪（lún）周圍和側麵上都產生一股強大的空氣源（yuán），使冷卻液很難注入磨（mó）削（xuē）區，而靠磨端麵時更甚。因此，采用新型（xíng）冷卻液和改進冷卻液注入方式對端麵磨（mó）削尤為重要，使冷（lěng）卻液能順利注入磨削區，對減少端麵（miàn）磨削時的熱量是有顯著效果的。

      2、 結語

    外圓磨床磨削中（zhōng）凹端麵的解決方案，實現了（le）磨削泵體類法（fǎ）蘭盤等高精度以及端麵中間凹（āo）的磨削要求，提高了（le）生產效（xiào）率，並且能夠保證工件的加工質量，為企（qǐ）業創造了良好的經濟效益。