轴承磨削加工1

第五章 套圈的磨削,第一节 套圈磨削加工概述,一、套圈的磨削工艺过程,轴承的类型、尺寸和精度不同，其套圈的磨削过程往往也是不同的，但是，它们的基本工艺和技术问题差别不大。,（1）6203外圈磨削过程 6203外圈（即6203/01）磨削过程 如表5-1所示（参见图5-1）。,1.球轴承的磨削过程 以6203轴承为例来说明球轴承套圈磨削的一般过程。,（2）6203内圈磨削过程 6203内圈（6203/02），磨削过程如表5-2所示（参见图5-2）。,2.圆锥轴承套圈磨削过程,以30615为例来说明圆锥轴承套圈磨削的一般过程。,（1）30615外圈磨削过程 30615外圈（即30615/01）的磨削过程如表5-3所示（参见图5-3）。,（2）30615内圈磨削过程 30615内圈的磨削过程如表5-4所示（参见图5-4）.,粗磨窄端面粗磨宽端面粗磨外径粗磨外滚道附加回火精磨窄端面精磨宽端面细研端面细磨外径细磨外滚道附加回火精研端面精磨外径精研外径镜面磨外滚道,粗磨打印端粗磨非打印端粗磨外径精磨打印端精磨非打印端粗磨外沟附加回火研端面精磨外径研外径精磨外沟超精外沟图5-5 精磨深沟球轴承工艺路线,3.不同精度的套圈磨削工艺过程的差异,图5-6 精密圆锥滚子轴承工艺路线,和普通级相比，精密级和超精密级轴承套圈的磨削工艺过程大都要增加端面和外径的研磨工序，这是为了提高套圈磨削过程中的定位精度；另外，还要增加附加回火或冷处理工序，这是为了提高套圈精度的稳定性。,总结：,（1）磨料的选择,磨料：磨粒材料称磨料为砂轮主要成分，目前制造砂轮主要是人造磨料。,磨削轴承套圈的砂轮是根据砂轮特性来选择的，砂轮的特性由磨料、粒度、结合剂硬度和组织等来衡量的。生产中常按下述原则选择。,二 磨削轴承套圈的砂轮选择,人造磨料分为：刚玉类、碳化硅类、超硬类三种。,粒度：磨料大小的量度，粒度用37个粒度代表表示。两种测定方法（筛网筛分的方法和沉降检验法）微粉用F230F1200共11个代号表示。,（2）粒度的选择,1.粗磨时选用粒度号较小的砂轮以提高生产效率。,2.砂轮与工件间接触面积较大时或砂轮速度较高时。如内圆磨削、平面磨削等选用粒度号较小的砂轮。,3.表面粗糙度较低或精磨时，选择粒度号较大的砂轮。,（3）结合剂的选择,结合剂：是指粘合磨粒而制成的各种砂轮的材料。,结合剂种类： 1、陶瓷结合剂（V） 2、树脂结合剂（B） 3、橡胶结合剂（R）,(4)硬度的选择,硬度：是指结合剂粘结磨料的牢固程度。也表示磨粒在磨削力的作用下从砂轮表面上脱落的难易程度。,硬度等级 超软：A B C D E F软：G H J 中软：K L中：M N 中硬：P Q R硬：S T 超硬：Y,1)、磨内径和平面以及内外沟和内外滚道时，一般选用较软的砂轮。如：粗磨内径时，选中软2（L）；终磨时选中软（K）；磨平面时选软3（J）或中软（K）；磨内外沟径时，粗磨选中（M）；终磨时选中软（L）,2)、磨挡边时，一般选择较硬的砂轮。如：中硬（Q），无心磨床的导轮一般选中硬（Q）或硬（S）。,（5）砂轮组织的选择,砂轮的组织：是指磨粒在砂轮中占有的体积百分数（即磨粒率）也就是磨粒、气孔、结合剂三者之间的比例关系。,1) 疏松组织砂轮加工的表面粗糙度较高，但容屑条件好，砂轮孔隙不易堵塞，发热量低，散热条件好，故运用粗磨。,2)中等组织的砂轮运用于一般磨削。,3)紧密组织的砂轮气孔百分比小，容削空间小，磨削效率低，但可承受较大的压力，砂轮形状可保持较长时间，故运用于精密磨削和成型磨削。,（6）CBN砂轮立方氮化硼 （CBN）具有硬度高、耐热性和化学惰性高、导热性好，适用于加工轴承钢、高速钢、不锈钢、耐热钢等高硬度或高韧性材料，CBN砂轮磨削轴承钢的寿命达到刚玉砂轮的100倍，而且还具有高的加工精度。,好的加工表面质量和限高生产效率CBN的砂轮磨削刃锋利，磨削拉力小，温升低，工件表面无烧伤、裂纹。,三、砂轮的平衡,砂轮的平衡程度是磨削主要性能指标之一，砂轮的不平衡是指砂轮的重心，与旋转中心不重合。,1.平衡的工具 静平衡使用的工具有平衡架、水平仪、平衡心轴、平衡块等等。,2.静平衡的步骤,一般所安装的砂轮必须进行二次静平衡。第一次平衡后砂轮安装在机床上进行修整，由于砂轮安装误差和外形误差，经修整后，原先的平衡被破坏，必须进行二次平衡。,步骤： a.将编有序号的三个平衡块以120°的间隔均匀的布置在法兰盘环槽内，并固定好平衡块。,b.将已装好的砂轮的法兰盘装上平衡心轴，放在已经调好水平的平衡支架的平行轴上，并使平衡心轴的轴心线垂直于两根平衡轴的轴线。,c.转动砂轮，使第一个平衡块处于最高点。若砂轮向左或向右偏转时，则向右或向左移动调整平衡块，直至砂轮静止不动，然后紧固平衡块。,d.再转过120°，使第二个平衡块处于最高点，用同样的方法调整平衡块。,e.再转过120°，使第三个平衡块处于最高点，用同样的方法调整平衡块。,f.然后用手轻轻拨动砂轮，如任何位置都能使砂轮静止不动，说明平衡好，否则继续对砂轮进行平衡，直至平衡为止。,四.套圈的磨削方法,1.磨削表面的成形方法,轴承各表面的成形方法主要有两大类：轨迹法和成形法。,2.磨削进给方法,表面成形主要依赖于工件和砂轮的相对转动，磨去金属余量则依赖于砂轮的转动和砂轮相对工件表面的法向进给。轴承套圈磨削中，砂轮和工件的相对进给方法大致有以下几种,a.快跳：以极快的速度，使工件和砂轮接近（但不接触 ）一般用油缸实现。,b.快趋：使工件快速的砂轮靠近，目的是为提高效率。,c.去黑皮：在粗磨开始之前，以比较缓慢的速度进给，磨去大部分黑皮。,d.粗磨进给：以稍快的速度进给，又叫粗进给。,e.精磨进给：在粗磨之后还要进行精磨，在精磨时，进给速度较慢，叫精进给。,f.无进给磨削：在磨削结束之前，即精磨之后，为了恢复系统的弹性变形，提高磨削精度，必须有无进给磨削时间，又叫光磨。,h.补偿：补偿是弥补砂轮磨损进行修整所需的一种特殊进给动作。,g.快退：磨削结速后，工件和砂轮应快速退开。,3.尺寸控制方法,定程法 磨削结束后砂轮和工件的相对位置是预先调整好的，即磨削尺寸能够满足要求，如内沟、外沟磨削。,主动测量法在磨削过程中，边磨削边测量，当磨到尺寸合格时，测量仪主动发出信号停止磨削，如内孔磨削。,序后测量法为了确保工件100%合格，精度要求高的工序应采用序后测量法。,4.砂轮的修整方法,根据修整部件的运动规律分为三种方法：直线型、摇摆型、曲线型。, 直线型在砂轮修整过程中，修整器部件相对砂轮表面作直线运动，如磨削圆锥轴承内圆挡边时使用的筒形砂轮修整时就是采用直线型方法。, 摇摆型在砂轮修整过程中，修整器部件相对砂轮修整表面作角度摆动。这话方法叫摇摆型修整方法，如图5-8、5-9分别为平面和磨沟的修整。, 曲线型,在砂轮修整过程中，修整器部件相对砂轮修整表面作复杂的曲线运动。这种方法就是曲线型修整方法。,贯穿式无心磨外圆磨床使用的宽砂轮，就是采用曲线型修整方法。 砂轮修整器常采用金刚石做修整刀具。,第二节 套圈端面磨削,一、立轴平面磨削方法,磨床上有两个砂轮磨头，同时在圆环形的工作台上进行磨削加工。两个磨头，一个粗磨，一个精磨。磨中小型套圈端面时，一般分为两个步骤：先磨非基准端，后磨基准端。,特点：1.出现所谓“假钝化”现象。,2.外周边的砂轮端面起主要磨削作用。,3.单面磨削需两次定位，磨出的套圈宽度变动量较大。,二、双端面磨削方法,方法：用两个砂轮同时磨削工件两端面的加工方法。,特点：a.节省时间。,b.避免了定位误差的影响。,c.避免了磁场的影响。,1.双端磨床的分类,直线贯穿式（原理如图5-12）这是一种高效率且容易实现自动化的最好的磨削方式。适应范围：以简单的环形工件为主。,圆弧贯穿式（如图5-13）,适应范围：适用于开头不规则的小工件。,直线往复式（如图5-14）,适应范围：主要用于磨削表面大的或大型工件。,圆弧往复式（如图5-15） 适应范围：形状复杂的工件，批量不太大而精度要求高的工件。,工件自传送进式（如图5-16） 适应范围：用来加工大型轴承套圈。,2.机床的静态调整,机床调整时，应使两个磨头在水平面和垂直面内部倾斜适当角度，形成工件进口处开口大而出口小的状态。这样，工件在通过磨削区时能均匀地去除磨削余量，并经历粗磨、半精磨、精磨和无进给磨的磨削过程。一般希望套圈在进口处一侧1/3左右的区域粗磨，约磨去余量的2/3；而剩下的1/3余量是在其余2/3的区域上，通过半精磨和精磨切除。,3.砂轮的形状,砂轮端面经修整后有两种形状：外凸型和内凹型。,凸形砂轮：两凸形砂轮在进口至中心一侧形成近似锥形的通道，便于逐步磨去金属余量；在中心至出口一侧，形成了接近平行的巷道，便于精细修磨工件端面，保证获得较高的精度和较低的粗糙度。,凹形砂轮：砂轮靠近中心部分切削能力低，基本不参加或少参加切削，可避免消耗不必要的功率。另外，外缘处易磨损，有意让它比中心处高一些（凹形），以便在它磨损后逐步增加磨削面积，使砂轮端面逐渐成为凸形，提高砂轮的使用寿命。,三、MZ7650型双端面磨床的调整方法,1.更换砂轮,卸下原来的砂轮-安装新的砂轮（浇注）-平衡砂轮-装机,2.修整砂轮,先使砂轮空转5min（无异常）-调整金钢笔修整-每次修磨量0.020.05mm。,3.更换导向板,一般右砂轮端面比进口导板高出量不大于1/2磨量，比出口导板高出0.0050.01mm。,4.调整机床,a.调整砂轮与固定挡板间的位置。,b.调整左右砂轮端面与水平面垂度。,c.调整固定导板与活动导板之间的距离。,d.调整送料速度。,5.试磨工件,a.调整仪器、仪表、校对标准件。,b.磨削工件，留0.050.10mm的余量。,c.试磨合格后，将工件加工到规定的尺寸。,6.达到调整技术要求，按工艺进行生产。,a.达到技术要求，要有一定量的精度储备。,b.首件合格，转入正常生产。,2.双端面磨床的调整方法。,调整水平角度（如图） A1A2A3松开-调整B1B2-水平角。,a.磨头角度的调整。,1.进口活动挡板 2.进口固定挡板 3.右砂轮 4.出口固定挡板 5.出口活动挡板 6.左砂轮,两个磨头都可在水平面内倾斜一个适当的角度。实际上往往以右磨头为准，只调整左磨头的角度。将左磨头调整一个微小的角度，使工件进口处大，出口处小，逐渐磨削工件。,调整垂直角度,A3底下的楔铁-使磨头在半圆G上转动-调整螺钉C即可获得 ß（如图）,注意：工件的精磨要求越高，两魔头水平方向的家夹角要越小，并且两磨头垂直方向必须与水平垂直。,b. 磨削参数调整,MZ7650型双端面没有固定的调整基准。因此在调整机床时，操作者可钻在出口处，面向入口处。以其右侧的砂轮作为调进、调出挡板的位置基准。如图：在此基础上调整左砂轮相对挡板的位置。,3.工件表面质量分析,在MZ7650型双端面磨床上加工时产生废品的原因及解决办法如下：,1）烧伤 ：加工较大工件，特别是壁厚较大时，由于端面面积较大，磨削时砂轮和套圈紧紧接触，切削液在磨削的瞬间无法进入两者之间，造成套圈表面温度剧烈升高，使金相组织发生变化。检查的方法是工件酸洗后，出现不同大小形状的烧伤痕迹（如图）,解决办法：采用开槽砂轮磨削。切削对和外圆和端面同时起冷却作用。,2）.端面磨伤,磨削时，由于工件进给不均匀，磨削时经常在工件的端面上产生各种不同的磨伤。,（1）刀削形磨伤：这种磨伤深度很深，好象刀削掉一块皮一样。,产生原因：主要原因是进口小，进口的固定挡板和活动挡板之间距离太大，工件定位性不同，斜撞在砂轮的外缘上。,（2）横条形磨伤,产生原因：修整砂轮速度过快，砂轮表面太粗糙，工件出口一侧活动挡板过松，固定挡板和活动挡板只见距离过大。,（3）啃伤,