馮金冰

（淮安信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇淮安 223003）

3MZ329B超精研機(jī)油石加壓系統(tǒng)的改造

馮金冰

（淮安信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇淮安 223003）

通過對3MZ329B超精研機(jī)加工過程的分析，對機(jī)床的油石加壓系統(tǒng)進(jìn)行改造，提高了生產(chǎn)效率。

超精研 加工 軸承 壓強(qiáng)

3MZ329B全自動(dòng)球軸承外圈溝道超精研機(jī)是用于加工球軸承外圈溝道的重要設(shè)備，機(jī)床設(shè)備性能的優(yōu)劣直接影響到軸承質(zhì)量和壽命。

超精研加工是一種靠固結(jié)磨粒壓力進(jìn)給的精整加工。它是將微細(xì)磨粒和低強(qiáng)度結(jié)合劑制成的油石加壓在待加工表面上作微小的振動(dòng)，在油石與工件的接觸表面上，加注大量適當(dāng)粘度的油液，油石相對工件作低速圓周運(yùn)動(dòng)。油石壓力大小和振動(dòng)頻率直接影響軸承溝道的粗糙度和圓度，對軸承質(zhì)量和壽命也起著重要的影響。

超精研加工是深溝球軸承精加工中的最后一道工序，它直接影響著軸承成品質(zhì)量的優(yōu)劣。以萊必泰為代表的軸承生產(chǎn)商在上個(gè)世紀(jì)90年代推出的3MZ329B機(jī)床代表了國內(nèi)當(dāng)時(shí)全自動(dòng)軸承專用數(shù)控磨床的先進(jìn)水平。按軸承行業(yè)TS16949標(biāo)準(zhǔn)，這種機(jī)床一次超精產(chǎn)品合格率只有70% ～80%，許多產(chǎn)品需要二次超精研或多次超精研。這大大影響了生產(chǎn)效率，提高了生產(chǎn)成本。本文在現(xiàn)有的條件下，本著節(jié)約成本、方便快捷的原則，介紹了3MZ329B超精研機(jī)的改造過程。

1 超精研加工的工作過程

超精研加工油石的加壓多采用彈簧壓力和空氣壓力。超精研加工過程一般分四個(gè)階段：

（1）強(qiáng)烈切削階段。工件表面粗糙尖峰與油石表面相接觸時(shí)接觸應(yīng)力很大，使磨粒破碎自銳，切削作用強(qiáng)烈。

（2）正常切削階段。幾秒鐘后，工件粗糙層被磨除，即進(jìn)入正常切削階段，油石表面已無黑色切屑附著，但切削仍在繼續(xù)。

（3）研磨過渡階段。磨粒自銳減少，磨粒刃棱被磨平，切屑氧化物開始嵌入油石空隙，磨粒粉末堵塞油石氣孔，使磨粒只能微弱切削，伴有擠壓和研光作用，這時(shí)工件表面粗糙度值很快減小，油石表面有黑色切屑氧化物附著。

（4）停止切削研磨階段。油石和工件相互摩擦已很光滑，接觸面積大大增加，壓強(qiáng)下降，磨粒已不能穿破油膜與工件接觸，當(dāng)支撐面的油膜壓力與油石壓力相平衡時(shí)，油石被浮起，其間形成油膜，這時(shí)已不起切削作用。這個(gè)階段為超精研加工所特有的。

2 改造方案的提出

超精研加工中工藝參數(shù)有：最大切削角，油石的振動(dòng)頻率及振幅，工件的圓周線速度，油石的壓強(qiáng)，縱向進(jìn)給量，切削液。通過對超精研原理及其加工過程的分析可以知道，油石的振動(dòng)頻率及振幅和油石壓強(qiáng)是超精研加工的重要工藝參數(shù)，在不同的加工階段，應(yīng)該采用不同的振動(dòng)頻率和壓強(qiáng)。工藝參數(shù)中，最大切削角、工件的圓周線速度、縱向進(jìn)給量及切削液都易改變，通過適當(dāng)?shù)恼{(diào)整都可以找到合適的數(shù)值，只有油石的振動(dòng)頻率和油石壓強(qiáng)由于機(jī)床自身的結(jié)構(gòu)，不能使粗超和精超油石壓強(qiáng)及振動(dòng)頻率分開可調(diào)。3MZ329B型機(jī)床加工分粗超段和精超段，但粗超段和精超段油石的振動(dòng)頻率和油石壓強(qiáng)基本沒有什么變化。根據(jù)現(xiàn)有條件提出了對機(jī)床的改造方案，把控制油石壓力和振動(dòng)頻率的部分進(jìn)行結(jié)構(gòu)改造，以達(dá)到使粗超段和精超段油石壓強(qiáng)分開并各自可調(diào)的目的。

3 改造內(nèi)容

（1）3MZ329B型超精研機(jī)有左右兩個(gè)擺頭，兩個(gè)擺頭由同一臺(tái)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)?，F(xiàn)把工作臺(tái)稍加改動(dòng)，再增加一臺(tái)電動(dòng)機(jī)。兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)都采用日本春日公司生產(chǎn)的交流變頻器控制，均采用兩段速度控制方式。變頻器接線如圖1。

（2）對氣壓系統(tǒng)的改造。改造前油石加壓原理結(jié)構(gòu)如圖2。改造后的油石加壓氣壓原理結(jié)構(gòu)如圖3。

（3）梯形圖程序的改進(jìn)。根據(jù)硬件結(jié)構(gòu)的改進(jìn)，在程序上做相應(yīng)的變化。3MZ329B型超精研機(jī)采用歐姆龍CQM1系列PLC，輸入輸出繼電器還有多個(gè)未用。而根據(jù)硬件方面的改造及動(dòng)作要求，只需增加兩個(gè)輸出點(diǎn)即可，控制程序梯形圖改進(jìn)如圖4。

4 結(jié)語

本改進(jìn)從工藝參數(shù)入手，首先分析3MZ329B超精研機(jī)超精研加工的工藝參數(shù)，考慮改變工藝的可能性。經(jīng)過分析，在機(jī)床原有的條件下可以改變除油石振蕩頻率和油石壓強(qiáng)以外的其他工藝參數(shù)。在改變除油石壓強(qiáng)和油石振蕩頻率外的其他工藝參數(shù)效果不大的情況下，考慮改變油石壓強(qiáng)和油石振蕩頻率的可能性。

改造后經(jīng)過一個(gè)多月的生產(chǎn)實(shí)踐，一次超精研產(chǎn)品檢驗(yàn)合格率在85%以上，達(dá)到提高生產(chǎn)效率的效果。

［1］李伯民、趙波.現(xiàn)代磨削技術(shù)［M］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003：287－288.

［2］春日變頻器使用手冊

［3］CQM1 PLC編程手冊

作者：馮金冰，男，1980年生，工學(xué)碩士，教師，研究方向?yàn)閿?shù)控機(jī)床故障診斷與維修。

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Transformation of 3MZ329B Superfinishing Machine Whetstone Pressure System

FENG Jinbing
（Huaian College of Information Technology，Huai’an 223003，CHN）

Through the analysis of 3MZ329B superfinishing processing process，transforms the whetstone pressure system，and improves the productivity.

Superfinishing；Bearing；Pressure

（編輯 孫德茂） （

2010－02－27）

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