提高普通外圓磨床磨削精度的工藝措施

>1超精磨削機理超精磨削是利用砂輪工作面上可以修整出大量等高的磨粒微刃(見圖1)這一特性得以實現的。這些等高磨粒微刃可從工件表面切除具有微觀缺陷和微觀尺寸形狀誤差的微小余量，因此可獲得很高的磨削精度，此外，由于等高磨粒微刃的大量存在，在磨削用量適當的前提下，可在加工表面留下大量極微細的切削痕跡，從而獲得很低的表面粗糙度值。

　　由于在無火花光磨階段存在明顯的摩擦、滑擠、拋光和壓光作用，故可使表面粗糙度值進一步降低。圖1磨粒上的等高微刃示意圖2磨床的檢修1)床身導軌的檢測與修刮床身V形導軌經檢修后應達到以下精度要求：垂直平面內不直度≤0.01mm/m；水平面內不直度≤0.01mm/m；對滑鞍座導軌的不垂直度≤0.02mm/250m；接觸點要求12～14點/25mm×25mm。床身平面導軌經檢修后應達到以下精度要求：對V形導軌的不平行度≤0.02mm/m；垂直平面內不直度≤0.01mm/m；接觸點要求12～14點/25mm×25mm。2)滑鞍座導軌的檢測與修刮滑鞍座V形導軌經檢修后應達到以下精度要求：垂直平面內不直度在全部長度上≤0.01mm；接觸點要求10～12點/25mm×25mm。

　　滑鞍座平面導軌經檢修后應達到以下精度要求：對V形導軌的不平行度≤0.02mm/m；接觸點要求10～12點/25mm×25mm。3)砂輪主軸與軸瓦間的間隙調整在砂輪主軸軸頸上涂色，與軸瓦轉研，用刮刀刮研軸瓦表面，使接觸點要求達到12～14點/25mm×25mm，然后進行安裝調整，將砂輪主軸與軸瓦的間隙調整到0.0025～0.005mm，這樣可避免磨削中工件產生棱圓。4)砂輪主軸電機與砂輪的平衡砂輪主軸電機的振動對磨削表面粗糙度影響較大，所以需要對砂輪主軸電機進行動平衡。

　　對砂輪則需進行兩次平衡：首先用金剛筆修整砂輪后進行一次粗平衡；然后用油石或精車后的修整用砂輪對砂輪進行細修后再進行一次精平衡。3砂輪的修整一般情況下，用只經過金剛筆修整的砂輪在普通磨床上只能磨出Ra0.4～0.8µm的表面粗糙度。為使磨削表面達到Ra0.02～0.04µm的粗糙度要求，就必須對砂輪進行精修和細修兩次修整。修整方法可采用以下兩種方法之一。1)用金剛筆精修、再用油石細修砂輪粒度一般選用46＃～80＃。首先用鋒利的單顆粒金剛石筆以微小而均勻的進給量對砂輪進行精修，以在砂輪磨粒上修整出較多的等高微刃。精修時，砂輪修整器的安裝應正確合理(見圖2)，每次進給量應控制在5µm，縱向進給速度建議選用最低速度。

　　在精修過程中，應注意修整發出聲音的變化。若發出均勻的沙沙聲，說明修整狀況正常；若發出的聲音忽高忽低或漸高漸低，甚至發出不正常的嘟嘟聲，則應立即檢查工作臺是否出現爬行，冷卻是否充分，金剛筆是否鋒利等，然后進行適當調整。圖2金剛筆及其正確安裝經金剛筆精修后，再用油石(或砂條)進行細修，以在砂輪磨粒上修整出更多的等高微刃。油石需在平面磨床上磨平。細修時，油石必須與砂輪圓周表面平行，油石與砂輪輕微接觸，緩慢地縱向移動2～3次即可。2)用金剛筆精修、再用精車后的砂輪細修用金剛筆精修后，先用磨削長度與工件基本一致的芯軸進行錐度調整，然后用經精車后的砂輪進行細修。細修用砂輪可采用TL60＃K～L，直徑約100mm。精車砂輪時，將砂輪安裝在卡盤上，將卡盤夾緊在一根自動定心的芯軸上，然后頂在精密車床的兩個頂尖上進行粗、精車外圓，使砂輪外圓無偏擺。

　　然后將精車后的砂輪頂在磨床的兩頂尖上即可對磨削用砂輪進行細修。細修時，頭架帶動修整用砂輪轉動，選用低轉速(約80～100r/min)、小進給量(往復一次約2µm)，工作臺往復速度應低于0.3m/min。需作多次往復修整。修整用砂輪與被修整砂輪的旋轉方向應相同，即接觸點兩者的線速度方向相反。冷卻液應充分，以沖走浮砂，防止磨削時砂輪上殘留的浮砂拉毛工件表面。砂輪經精、細修整完后，可用手指順著砂輪旋轉方向輕輕靠近砂輪工作表面并作縱向移動，若手感平整光滑如觸鏡面，說明砂輪修整良好；若感覺有磨粒刺手，可用剪去2/3刷毛的漆刷輕輕刷去砂輪表面浮砂。為防止砂輪端面不平或產生振動而拉毛工件表面，砂輪的兩端應修整成圖3所示形狀。圖3砂輪兩端修整形狀4磨削用量的選用用M131W型普通外圓磨床進行超精磨削時，可保證有效達到Ra0.02µm表面粗糙度要求應選用的經驗磨削用量如下表所列。　

　　表經驗磨削用量工件線速度(m/min)4～10工作臺縱向進給速度(mm/min)50～100磨削深度(mm)0.0025～0.005橫向進給磨削次數1～2無火花光磨工作臺往復次數4～6半徑上磨削余量(mm)0.003～0.006可達到表面粗糙度(µm)Ra0.02～0.045.磨削加工注意事項1)操作時應密切注意砂輪與工件表面的接觸狀況。當工件表面剛與砂輪接觸時，可聽到連續的咝咝聲，工件表面的水跡可被旋轉的砂輪帶走，同時可見到微弱的火花，此時即可加冷卻液。冷卻液宜選用濃度稍高的皂化液，使用前必須經過嚴格的清潔過濾。然后進給，每次進給量為0.005mm/每雙行程。

　　至火花消失時，磨削完畢，此時將橫向進給手輪向進給方向按住，使砂輪向工件微微壓進，但不作進給，即等于對工件進行一次拋光，以進一步提高磨削表面質量。2)在環境溫度較高(如夏季)情況下進行磨削時，機床照明燈不宜靠近工件，以防止工件受熱膨脹而影響磨削質量。3)如出現工件表面拉毛現象，說明冷卻液不干凈或砂輪表面有浮砂，應重新過濾冷卻液或刷掉砂輪表面浮砂。4)如出現工件局部燒傷現象，可能是冷卻液不充分或進給量過大，或砂輪鈍化等原因所致。5)如加工后的工件表面局部出現細微波紋，可能是主軸松動、電機振動或其它原因造成的，可視具體情況采取相應措施加以解決。