轴承磨削加工2

1、第三节 外圆无心磨削,一、无心外圆磨削的特点,无心磨削是由砂轮、导轮、托板所组成的一种外圆磨削方式。,无心磨削与外圆磨削相比较具有如下特点：,1.工件“自由”地放置于定位夹具中，磨削过程中工件中心不定。,2.工件两端不打中心孔，不需要用顶尖与承工件。,3.工件的磨削面就是定为基准，所以工件表面的加工精度会受到定位精度的直接影响。,4.工件运动是由导轮，磨削轮共同控制。,5.工件由磨削面承受磨削力，支承刚性好。,二、磨削原理,无心外圆磨削中的砂轮，一个是磨削轮，另一个是导轮，工件在它们之间并用托板进行支承，工件轴心线与磨削轮的的轴线相平行，而导轮的轴心线可以与磨削轮的轴成平行，还可以在垂直方向倾斜一个角度，在两轮的两端装有入口导板和出口导板，它们是保证工件正确，进出磨削区域的重要附件，当工件进入磨削区域后，工件以接近砂轮的速度旋转，但因受到低速转动的导轮制动和托板磨拉动的影响，工件只能以接近导轮的速度旋转，由此形成砂轮对工件的磨削。,工件的运动,工件的运动情况依赖于砂轮、导轮和托板的联合体，其中以导轮为主，工件的运动由两部分组成：一是绕自身的轴线转动，二是沿自身轴线的移动。当导轮在垂直面

2、内倾斜角后，使得导轮的速度可分解为垂直面内的分速度V垂直和水平面内的分速度V水平,即：V垂=V导轮COS（/秒）V水=V导轮SIN （ /秒）,V垂直导轮速度切于工件且垂直工件轴成的分速度,V水平导轮速度平行于工件轴向方向的分速度。,导轮在垂直方向的倾角,由图和公式可知，垂直分速度将使工件旋转，水平分速度将推动工件前进，因而工件的旋转进给速度就等于导轮垂直方向的速度，工件纵向进给速度就等于导轮水平方向速度，在实际工作中，工件与导轮之间存在着滑动现象，而且磨削轮对工件还有制动作用。所以工件的实际速度会比上式计算速度大约低2%左右。,为了满足贯穿法的磨削技术，导轮轴成必须在垂直面内倾斜一个角度。这样，如果导轮是圆柱形的，那么它与工件只能接触一点。为了使工件与导轮沿母线全长接触，导轮的外形应做双曲线回转体。设想两块薄圆盘沿圆周布满了拉紧的细线，于是形成了一个圆柱形表面。,工件被磨圆的分析,如果托板顶面是平的，而且调整的使工件中心与磨削轮及导轮的中心处于同一高度。工件表面与磨削轮、导轮的接触点在同一直径上。,从以上所述，工件所以不能被磨圆，原因是工件中心同磨削轮的中心等高，使得工件的凸点与导轮

3、接触时总与它对面的凹点与磨削轮相接触造成工件始终不能磨圆。,调整托板高度，使工件中心高度高于两砂轮的中心,当工件上的凸起点a和导轮接触时，使工件b被多磨去一些而凹下去。但b点a点和圆心三者不在同一直线上所以当b点转到与导轮接触时，a尚未转到磨削轮相接触。这样a点和磨削轮相接触时，工件上和导轮接触的那点不是凹坑。凸起点a就被磨低了，当磨削继续进行，凸起点不断的被磨平，凹坑也逐渐 变浅，工件逐渐被磨圆。,综上所述，无心磨削时，工件中心必须高于磨削轮和导轮的连线，工件才能磨圆，如托板顶面形成2030的倾斜角度。这样使工件更好地贴紧导轮更有利工件磨圆。,三、磨削前机床调整,导轮的修整,导轮的修整目的是保证工件与导轮工作面的接触为一直线。当导轮轴成在垂直面内转过一个倾斜角a时（靠近操作者一端较高，另一端较低）导轮修整器的金刚石滑座也应在水平面内回转一个相同的或稍小一点的角度a。在机床调整时，应按（图）,箭头B方向使修整器在水平面内转过一个a角，其a的大小由下式求得,Tga=,根据无心磨削成圆理论，工件中必须比两砂轮连线高出h，从而使工件与导轮的接触线比两砂轮中心连线高出h1，为了使砂轮和工件的良

4、好接触，导轮表面的位置也偏移h1,调整时，按图8-14b所示箭头c方向移动，已知：工件安装高度h后,金刚石的偏移量可按下式算出,Tga,H-,1,D导,1.磨削轮的修整,磨削轮的修整通常修成一定形状，以实现喂料、预磨、精磨、无进给、退料等过程，合理的砂轮形状应使火花集中在主要磨削区域，工件进入精磨及无进给光磨后，火花应逐渐减少，工件在出口处应完全没有火花。,1-为引入端口，约为0.5mm 2-为导出端口，约为0.2mm b1-为1015mm b2-为510mm L1-为主要磨削区 L2-为光磨区 Z-为半径方向的最大余量,粗磨时约为20mm,精磨时为50mm,砂轮形状的修整采用曲线型修整方法。修整器的径向移动用靠模实现。,3.托板的选择和调整,工件在托板上既滑动，又滚动。因此，托板的支承面应具有较高的硬度和耐磨性及平整光洁。托板可以用高碳工具钢或高速钢制成。有的还镶硬质合金。目前轴承行业普遍使用镶硬质合金。,托板的形状，支承面是倾斜的，托板顶角的作用是使工件迅速成圆和减小工件对托板的压力。一般顶角在2030之间，工件直径在40mm以下，选用30。工件直径超过40mm时，选用2025,托

5、板厚度取决于工件直径，但应尽量厚，使托板刚性好，保证磨削时平稳。一般小型轴承用厚度20mm左右。贯穿法磨削时，托板长度可用下式计算:,托板的高度是由工件的直径以及工件高出两砂轮中心线的高度决定,实际生产时，为了测量方便要决定工件在托板上的高度，可直接测量工件顶点的距离H.,粗磨时，工件中心比精磨中心高一些，圆度误差大的工件中心应高些，椭圆度大的中心应低些。圆度、棱圆两者都有，应先提高中心，消除不圆后，降低中心，再消除椭圆。,托板在水平面内离开磨削轮的距离，也要进行调整，因冷却液与磨屑由此处流下，托板与工件的接触线至托板左侧的距离CD（如图）随工件直径而定。托板左侧面与磨削之间距离C改变时，会影响托板与工件接触线的位置，C值可按下式计算：,-托板与承面的倾斜角,d-工件直径,4.导板的选择与调整,导板的作用：是引导工件正确进入和离开磨削区，并使磨削后的工件具有正确的几何形状。,如何选择安装导板材料一般为碳素工具钢、硬度 5060HRC，表面粗糙度值0.44m以下，导板的长度是根据工件的长度决定的。如果工件长度=100mm，导板长度为。如果工件长度100mm.导板长度为。如果工件长度比工件

6、直径还小，导板长度取大些。,导板的安装时，应保证导板与两砂轮表面平行，靠近砂轮一边的前导板，应比导轮后退一个距离，约为0.010.025mm.靠近导轮一端的后导板与导轮平齐，靠近砂轮一边的前后导板均匀比砂轮后退一些，间隙约为0.400.80mm.,导板如安装不当，将会产生如下质量问题（见图）,5.砂轮倾角的调整,导轮倾角的大小直接影响加工的产品质量和生产效率，所以调整导轮倾角时应考虑两个方面。,一般来说：粗磨时，导轮倾角为+2+4细磨时，导轮倾角为+1.5+3精磨时，导轮倾角为+1+2,当磨削较大的套圈时，倾角取小值。 当磨削较小的套圈时，倾角取大值。 当磨特、超轻等薄壁套圈时，倾角取较小的角度。,6.贯穿磨削法的调整顺序,1）根据工件的技术要求，选择合适特性的砂轮、导轮并平衡砂轮。,2）修整砂轮和导轮 粗磨时，砂轮修整的刀要快，以获得锋利的切削刃。精磨时，砂轮的刀要慢些，以获得砂轮的等高性和微刃性。导轮必须在高速下修整。两轮修整时，要有足够的冷却液。,3）根据计算结果，选择合适的托板并调整工件的中心高度。,4）当调整前后导板时，取一根和工件直径相同的试棒放在磨削区内，缓慢地摇动进给手

7、轮。使试棒在砂轮和导轮的夹持下，能用手轻轻地转动和移动，然后根据导板调整的要求，安装和调整好导板。,5）试磨工件 首先，启动砂轮，再调整导轮速度，待砂轮和导轮正常运转后，开放少许冷却液。把工件放在托板上，推动工件进入磨削区少许，渐渐地进给手轮，直到工件开始旋转并产生轻微的火花为止。仔细观察磨削区火花的分布情况，如在整个磨削区域都有火花而且集中磨削区前2/3处，往后逐渐减小直至消灭，同时工件,运转平稳，说明所选的参数是合理的，否则要重新调整。以下是试磨时，容易出现的问题：,工件在砂轮前部或后部被磨的过多或过少，这是由于砂轮有锥度的缘故，调整修整器的角度重新修整砂轮。,如发现工件在磨削轮前部与后部火花变化不均匀，如前部很多，后部很少或前部少，后部多，这时可以在水平面内微量转到导轮架回转座加以调整直至火花均匀为止。如果发现工件在磨削轮中部火花多，而前后少，或中部火花少，而前后多，这时应重新调整修整器的水平偏角，重新修整导轮。,工件时停时转，这时磨出工件圆度有误差，其原因可能是导轮没有修圆。应及时修整导轮。,7.加工工艺,技术条件及检查方法（见工艺卡） 磨削轴承外圆外径的技术条件有：外径时，单

8、一径向平面内的外径变动量VDP，单个套圈最大与最小单一外径之间VDS，圆形偏差，外径表面母线时基准端面倾斜度的变动量SD表面粗糙度等,磨削余量 各类轴承套圈外径磨削时，分粗磨和精磨。一般粗磨余量取总余量的70%左右，余下为终磨余量（见表）,砂轮的选择 在以宽砂轮无心磨削加工时，整个砂轮可由23片不同性质的砂轮组成，在进口处采用较粗粒度，切削性能强的砂轮，在出口处采用较细粒度的砂轮，以取得较好的磨削效果。,磨削用量 a.磨削深度是指每次穿磨行程所磨掉的余量（直径方向）。粗磨时应选择较大的磨削深度，终磨时选择较小的磨削深度，最后行程磨削深度应最小，以便获得稳定的尺寸和形位精度（见表）,b.纵向进给量（纵向进给过度）是指工件在磨削时，沿纵向在单位时间内移动的距离（mm/分）其大小决定导轮的倾角,S纵=D导*h*n导*SIN,导轮倾角一般为1303之间。粗磨时大些最常用为2（见表）与磨外径的质量问题见表,8.磨削外径常见的质量问题见书上磨削工艺学,第四节 套圈内圆磨削,一、内径磨削的工艺特性,磨孔时砂轮直径受到孔径的限制，只能用比孔径还要小的砂轮磨削，而直径小的砂轮容易磨钝，因而需要经常修整和

9、更换。,内径的砂轮直径小，要获得有利的磨削速度，就必须提高砂轮轴的转速，要上万转，很容易引起磨削系统的振动。,内径磨削砂轮直径较小，而砂轮轴的直径更小，因此砂轮轴的刚性很差，磨削时易产生弯曲变形和振动，使工件产生锥度。,内径磨削时砂轮与工件的接触弧面积比磨削外径大，产生的热量多，冷却液不容易进入磨削区，再加上排削困难，导致切削性能差，工件表面易烧伤。,由于上述因素存在再加上内径尺寸及形位公差要求严格。所以内径磨削的废品率及返工率及高，是整个磨削加工中发生废品率最高的工序。,二、内径的磨削方法。,1、纵向磨削法。,2、切入磨削法。,磨削时工件绕自身轴线旋转，砂轮做高速旋转，其方向与工件相同，同时砂轮作纵向往复进给运动，工件做横向进给运动。,1）砂轮整个宽度上磨粒工作状况不一样，砂轮前面部分先于工件接触，承担主要切削工作，后面的磨粒只起微量切削和抛光作用，需要经常修整砂轮。,2）纵向磨削法切削力小，可以减少刚性差所引起的误差，工件加工精度容易提高。,纵向磨削法的特点：,2、切入磨削法。,磨削时砂轮高速旋转，工件以适当的速度旋转，同时工件做横向进给运动直至余量全部被切除。,切入磨削法的特点：,1）整个砂轮宽度上的工作情况相同，充分发挥所有磨粒的切削作用。,2）工件和砂轮的接触面积大，发热量大，因而冷却液一定要充分，否则易烧伤工件。,3） 由于切入法是连续进给，切削力大，不可避免地会产生砂轮轴挠曲等弹性变形，所以磨削时必须延长光磨时间。,三、砂轮主轴,1、砂轮主轴与结构：,磨削砂轮用的主轴通常有两种形式，一种用带传动的砂轮轴（简称带轴)。另一种是电机与主轴装在一起的中频电动砂轮轴（简称电主轴）。,1）带轴：由电动机通过带来带动砂轮主轴旋转。 改变轴的转速时，需更换带轴的皮带轮直径。带轴的转速一般在2万转/分以下，主要用于25mm以下的孔径磨削。,2)电主轴：是利用电磁感应原理，把电能转化成机械能，输出机械转矩。,

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