劉 陽(yáng) 潘繼超 劉 旭

(①新鄉(xiāng)日升數(shù)控軸承裝備股份有限公司，河南 新鄉(xiāng)453700;②鄭州大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，河南 鄭州450001)

內(nèi)孔壁直線溝槽在機(jī)械行業(yè)中有很廣泛的應(yīng)用，例如內(nèi)鍵槽、直線軸承外圈軸向滾道以及內(nèi)齒輪齒槽等，如圖1 和2 所示。對(duì)于精度要求越來(lái)越高的內(nèi)孔壁直線溝槽，特別是導(dǎo)向部位和傳動(dòng)部位的溝槽，如何進(jìn)行更高精度的加工是迫切需要解決的問(wèn)題。

1 常規(guī)內(nèi)孔壁直線溝槽加工方法分析

目前，內(nèi)孔壁直線溝槽的加工通常有拉削、插削、線切割等加工方式。拉削和插削需要配備專用的成形刀具，對(duì)于不同的形狀要求使用不同的刀具，而且對(duì)于小批量加工來(lái)說(shuō)，刀具的成本投入很高，對(duì)于大批量來(lái)說(shuō)，隨著刀具的磨損，加工精度會(huì)逐漸降低。另外，拉削和插削難以保證溝槽相對(duì)孔的位置精度(特別是同心度)，難以對(duì)淬硬后的工件進(jìn)行加工。拉削在特定條件下粗糙度值最好在0.8 μm，一般粗糙度值都在1.6 μm 以下。對(duì)于淬硬的或批量較小的工件內(nèi)孔壁直線溝槽加工，可以采用線切割的方式，但是此種加工方式僅限于對(duì)溝槽的精度和粗糙度要求不太高的場(chǎng)合使用。

2 內(nèi)孔壁直線溝槽磨頭機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

為了解決內(nèi)孔壁直線溝槽的加工中精度和粗糙度以及加工成本問(wèn)題，筆者設(shè)計(jì)了一種進(jìn)行內(nèi)孔壁直線溝槽加工的機(jī)構(gòu)。如圖3 所示，高速電動(dòng)機(jī)11 通過(guò)聯(lián)軸器5 聯(lián)結(jié)該機(jī)構(gòu)，聯(lián)軸器5 另一端聯(lián)結(jié)錐齒輪軸4，錐齒輪軸4 與齒輪6 嚙合，傳動(dòng)方向變換，齒輪6 帶動(dòng)砂輪1 轉(zhuǎn)動(dòng)，利用砂輪1 進(jìn)行溝槽加工。該機(jī)構(gòu)與機(jī)床的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)相結(jié)合可磨削內(nèi)孔壁上的直線溝槽、鍵槽以及內(nèi)齒輪等。

與以往加工方法不同，這一機(jī)構(gòu)采用小砂輪來(lái)進(jìn)行溝槽磨削加工。利用砂輪磨削加工，精度和粗糙度顯著提高，而且由于砂輪可在線修形，有效降低特殊形狀、小批量、淬硬等各種情況的加工成本。而且該設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)采用齒輪傳動(dòng)保證了動(dòng)力傳遞的準(zhǔn)確性。機(jī)構(gòu)內(nèi)軸承和齒輪均采用油霧潤(rùn)滑，可防止軸承和齒輪在高轉(zhuǎn)速情況下失效。砂輪設(shè)計(jì)線速度達(dá)45 m/s，能大大減小直線溝槽表面磨削粗糙度值。

該機(jī)構(gòu)零件集成度高，結(jié)構(gòu)獨(dú)特，從而可以使磨頭的外徑很小，可以對(duì)內(nèi)孔壁直線溝槽如內(nèi)鍵槽、直線軸承外圈軸向滾道、以及內(nèi)齒輪齒槽等進(jìn)行磨削加工，內(nèi)孔直徑最小可以達(dá)到40 mm。與以往內(nèi)孔壁直線溝槽或鍵槽用拉削或線切割等加工手段相比，粗糙度值可減小一半以上，精度可以提高十倍左右，充分滿足小規(guī)格高精度滾珠花鍵套、直線軸承、內(nèi)齒輪等典型零件加工的需要。

3 結(jié)語(yǔ)

直線溝槽磨頭設(shè)計(jì)的實(shí)施，為內(nèi)孔壁直線溝槽提供了一種新的加工方法，提高了內(nèi)孔直線溝槽大批量加工時(shí)的精度，還為小批量的內(nèi)孔直線溝槽加工降低了成本。