吳佩云，何 軍，劉偉彬，張學(xué)民

(洛陽LYC軸承有限公司 博豐公司，河南 洛陽 471039)

1 問題的提出

3MZ1410SA雙磨頭自動磨床適用于外徑為30～100 mm、公差等級在P5以內(nèi)的球軸承外圈溝道的磨削加工，且多用于大批量生產(chǎn)和連續(xù)加工。本機(jī)床系單機(jī)粗、精磨削雙工位同步自動磨床，采用控力、控速相結(jié)合的控制方式，實現(xiàn)全自動切入式定程磨削。

切入式加工機(jī)床中進(jìn)給機(jī)構(gòu)的質(zhì)量直接關(guān)系到加工出產(chǎn)品的質(zhì)量，而大批量生產(chǎn)，機(jī)床的進(jìn)給機(jī)構(gòu)時常產(chǎn)生異常磨損，使產(chǎn)品的加工質(zhì)量出現(xiàn)波動。因此，根據(jù)生產(chǎn)現(xiàn)場加工產(chǎn)品和對機(jī)床日常維修時的實際需要，以穩(wěn)定加工、操作便利、方便維修為原則，提出對現(xiàn)用3MZ1410SA型雙頭自動球軸承外圈溝道磨床的進(jìn)給機(jī)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，以延長其正常、有效的加工周期，穩(wěn)定加工質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本。

2 改進(jìn)前進(jìn)給機(jī)構(gòu)

工件的進(jìn)給運(yùn)動依靠機(jī)床中的進(jìn)給機(jī)構(gòu)，3MZ1410SA磨床改進(jìn)前的進(jìn)給機(jī)構(gòu)如圖1所示，其主要由齒輪、齒條、進(jìn)給活塞、進(jìn)給絲杠和進(jìn)給絲母組成。當(dāng)粗精進(jìn)給時，液壓油進(jìn)入齒條油缸，齒條帶動齒輪旋轉(zhuǎn)，齒輪帶動進(jìn)給絲杠旋轉(zhuǎn)，凸輪板轉(zhuǎn)動，壓縮行程節(jié)流閥，控制進(jìn)給速度，實現(xiàn)控力與控速相結(jié)合的粗精磨削進(jìn)給；粗精進(jìn)給結(jié)束后，由時間繼電器延時做無進(jìn)給磨削；無進(jìn)給磨削結(jié)束后，快進(jìn)油缸回油，實現(xiàn)快速退回原位，從而完成一個往復(fù)運(yùn)動周期。

1—銅套及鋼球；2—齒條、進(jìn)給活塞；3—齒輪；4—進(jìn)給絲母；5—進(jìn)給絲杠

磨削加工中進(jìn)給絲杠的往復(fù)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動直接關(guān)系到工件的進(jìn)給，影響工件的加工質(zhì)量，因此，要保證絲杠運(yùn)動過程中不出現(xiàn)或少出現(xiàn)異?，F(xiàn)象。改進(jìn)前與進(jìn)給絲杠連接的進(jìn)給機(jī)構(gòu)(圖1)中，齒輪與進(jìn)給絲杠為緊配合，進(jìn)給絲杠外套內(nèi)壁均勻分布著32個Φ5 mm的滾珠套。使用時，先在滾珠套內(nèi)壁通孔處涂抹潤滑油，再將配套鋼球放入通孔內(nèi)，使鋼球與進(jìn)給絲杠實現(xiàn)滾動點接觸。在液壓油缸的帶動下，齒輪帶動絲杠旋轉(zhuǎn)，帶動機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)產(chǎn)生往復(fù)運(yùn)動。

改進(jìn)前進(jìn)給結(jié)構(gòu)中最大的弊端在于進(jìn)給絲杠外壁直接與鋼球的滾動點接觸。加工中由于反復(fù)摩擦，工作一段時間后，鋼球?qū)M(jìn)給絲杠、進(jìn)給絲母的反復(fù)碾壓將導(dǎo)致其形成凹陷痕跡。一旦出現(xiàn)凹陷痕跡，就會影響到滾珠套在進(jìn)給絲杠上的滾動效果，從而產(chǎn)生爬行運(yùn)動，最終導(dǎo)致機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)不能正常工作，影響產(chǎn)品的加工質(zhì)量，使產(chǎn)品出現(xiàn)橢圓、尺寸散差大、燒傷等問題。問題反復(fù)發(fā)生時，就必須更換滾珠套內(nèi)的鋼球或進(jìn)給絲杠、進(jìn)給絲母，而備件更換后需要有一段時間的磨合期，磨合階段也同樣會出現(xiàn)影響產(chǎn)品加工質(zhì)量的問題，導(dǎo)致產(chǎn)品的加工質(zhì)量出現(xiàn)波動。

3 改進(jìn)后進(jìn)給機(jī)構(gòu)

針對出現(xiàn)的問題，經(jīng)過一段時間的現(xiàn)場跟蹤和多次試驗，參考現(xiàn)用3MZ1410SA磨床資料，提出了進(jìn)給機(jī)構(gòu)的改進(jìn)方案。改進(jìn)后進(jìn)給機(jī)構(gòu)如圖2所示。因為機(jī)床故障主要是鋼球的滾珠套與進(jìn)給絲杠、進(jìn)給絲母間產(chǎn)生磨損引起的，因此，采用了軸承來替代原有的滾珠套和鋼球。選用軸承為61906輕載型球軸承；考慮到原有滾珠套的寬度，選用2套軸承與墊圈一同安裝在原滾珠套的位置上；在進(jìn)給絲母上開槽，將軸承和墊圈安裝到位后，用端蓋固定；軸承的內(nèi)徑與進(jìn)給絲杠間采用間隙配合，以保證進(jìn)給絲杠往復(fù)運(yùn)動中必要的間隙。

1—61906軸承；2—齒條、進(jìn)給活塞；3—齒輪；4—端蓋；5—進(jìn)給絲母；6—進(jìn)給絲杠

采用軸承替代滾珠套使其與進(jìn)給絲杠之間的接觸由原先的點接觸變?yōu)榫€接觸，避免了進(jìn)給絲杠表面由于鋼球滾動碾壓而產(chǎn)生凹痕，既穩(wěn)定了產(chǎn)品的加工，又延長了進(jìn)給絲杠的使用壽命，減少了維修和更換的頻次。同時，軸承的運(yùn)轉(zhuǎn)效果要遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于滾珠套通過鋼球與進(jìn)給絲杠間產(chǎn)生的滾動，且軸承的使用壽命遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于滾珠套與鋼球的配合。此外，所用軸承為通用標(biāo)準(zhǔn)件，維修、更換方便，且磨合、穩(wěn)定過程明顯短于鋼球、滾珠套與進(jìn)給絲杠間的磨合期。

4 結(jié)束語

經(jīng)過近一年對改進(jìn)后機(jī)床生產(chǎn)加工和設(shè)備維修的現(xiàn)場試驗論證，發(fā)現(xiàn)進(jìn)給絲杠、絲母上沒有再出現(xiàn)碾壓凹痕，加工中也未再出現(xiàn)爬行現(xiàn)象。改進(jìn)后的進(jìn)給機(jī)構(gòu)性能穩(wěn)定、可靠，維修成本及維修次數(shù)明顯降低，精度提高。進(jìn)給絲杠、絲母的使用更換周期由原來的1～2個月提升為6個月以上；磨合期由原來的6個班48 h減少為一個班8 h，生產(chǎn)加工出的產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，達(dá)到了預(yù)期效果。