【摘 要】當(dāng)前在進行關(guān)節(jié)軸承外球面磨削加工過程中，很多都是使用切入磨削來做加工的，但是因為使用切入磨削加工后的關(guān)節(jié)軸承外球面，其表面仍然很是粗糙，這使得關(guān)節(jié)軸承外球面質(zhì)量不符合使用要求?；诖耍疚膶?shù)控關(guān)節(jié)軸承外球面范成磨床的問題作探討。

【關(guān)鍵詞】數(shù)控關(guān)節(jié)軸承；外球面；范成磨床

當(dāng)前角接觸軸承和關(guān)節(jié)軸承的內(nèi)圈外球面進行磨削加工時，一般都是使用切入磨削的方式來加工的，但是切入磨削的缺點是加工過于粗糙，使得加工后的關(guān)節(jié)軸承外球面不符合使用標(biāo)準(zhǔn)，在使用前，還需要進行必要的拋光處理，而使用數(shù)控關(guān)節(jié)軸承外球面范成磨床進行關(guān)節(jié)軸承外球面的加工，其可很大程度上改善工件表面粗糙度，有效降低球形的誤差。因此對其使用的研究有著一定的意義。

1 范成磨床的加工原理概述

范成磨床加工原理如圖1所示，從圖1可知，如果一個圓通過一定的限制，使得其按照某一方式做定軸運動，那么其劃過的軌跡必然會構(gòu)成一個球，這就是范成磨削的基本原理，因此對于范成磨削來說，其的使用必須要遵循以下幾點基礎(chǔ)原則：（1）機具中心線（如工作軸和砂輪軸）要保證其必須要在同一平面，其中心線要保證和工作中心垂直相交；（2）在范成機床具體工作時，砂輪和磨削部分兩者要做吻合，并保持一個球面環(huán)狀態(tài)；（3）因為范成磨削，是通過滾到做磨削的，因此其所受外界因素影響較小，所以做出的關(guān)節(jié)軸承外球面質(zhì)量較高。

2 機床構(gòu)造

2.1 機床構(gòu)建組成

范成磨削是用橫向的磨削布局，其主要構(gòu)件有以下幾部分：（1）床身；（2）工件拖板；（3）工件箱；（4）修整器；（5）回轉(zhuǎn)油缸；（6）伺服電動機；（7）磨頭拖板；（8）伺服電動機；（9）磨頭座；（10）杯形砂輪；（11）彈性脹套；（12）定位芯軸；（13）工件。而這些構(gòu)件共同組成了整個范成機床系統(tǒng)，其核心有進給、液壓、電氣等系統(tǒng)。

2.2 定心裝置和工件軸

在工作過程中，工件軸通常利用定位芯軸做其定位，通過機床內(nèi)的液壓油缸進而對彈性脹套進行控制，另外對于回轉(zhuǎn)油缸，通常使用二位四通轉(zhuǎn)閥來對其伸縮進行有效控制。在進行工作時，當(dāng)油缸伸出時，此時芯軸松開脹套，就可將工件取出來，反之，當(dāng)控制油缸座縮進運動時，其必然帶動工作臂將工件夾緊，當(dāng)工件夾緊之后，工件軸帶動工件做高速旋轉(zhuǎn)運動，進而使得工件得到磨削，在磨削過程中工作拖板上的工件箱能夠在30°內(nèi)做旋轉(zhuǎn)運動，進而可完成對關(guān)節(jié)軸承外球面的磨削工作，整個磨削工作中，自動化程度高，因此磨削加工質(zhì)量避免了傳統(tǒng)切入磨削的人為影響因素，使得關(guān)節(jié)軸外球面較為光滑。

2.3 范成機床修整器使用

在機床工作時，如果砂輪出現(xiàn)的磨損較為嚴重時，可使用修整器對砂輪進行修整，通常利用金剛筆單點插補修整，其從C點至E點為直線修整，而從E點至D點則為插補修整，通過對砂輪的修整后，可通過機床內(nèi)E點圓環(huán)面進行磨削工作，通過修整再磨削之后的工件表面通常呈現(xiàn)為均勻的花紋。對于砂輪修整的空間定位可使用伺服電動機做調(diào)節(jié)，并且伺服電動機有著空間定位記憶功能，其可使得機床工作時，完成對磨削的科學(xué)精確控制，因此使得關(guān)節(jié)軸承外球面的加工質(zhì)量將變得更高。

2.4 范成機床進給系統(tǒng)

范成機床其核心結(jié)構(gòu)就是進給系統(tǒng)，其使得機床的精度保持性和精度能夠得到保證，該范成磨床使用十字交叉滾子導(dǎo)軌，其為機床精度持久性和定位精度打下了較好的基礎(chǔ)，進給系統(tǒng)使用伺服電動機進行驅(qū)動，通過精密的滾珠絲杠和螺母使得工件拖板做前后運動，并且對修整器金剛筆修整位置和工件前后位置做控制；磨頭拖板通過另一個伺服電動機帶動做前后運動，最終實現(xiàn)了砂輪和工件的有效進給，使用雙伺服電動機對拖板進行驅(qū)動，使得整個機床在進行工作時，其精度能達到較高水平。

3 磨削效果對比探討

對于其磨削效果的對比，主要是從以下兩方面來看的：（1）粗糙度。范成磨削過程中，杯形砂輪對外球面做磨削，整個圓環(huán)均和砂輪做磨削，能夠有效的彌補砂輪某處缺陷而導(dǎo)致的工件表面某部位特別粗糙的問題，并且采用樹脂作為砂輪和工件之間的潤滑劑，在工作過程中，磨粒脫粒更快，最終使得關(guān)節(jié)軸承外球面的粗糙度較小，通常在0.2μm以下，而傳統(tǒng)的切入磨削其砂輪缺陷直接反應(yīng)在工件表面，所以經(jīng)過磨削之后的工件表面粗糙度Ra常常大于等于0.4μm。（2）制成的工件球形誤差。數(shù)控范成機床采用自磨原理，其在工作時，砂輪本身質(zhì)量對工件影響不大，不管砂輪具體尺寸及表面形狀，經(jīng)過加工最后工件表面形狀肯定為圓形，其球形誤差通常要比2μm要小，而傳統(tǒng)使用的切入磨削其砂輪質(zhì)量對工件質(zhì)量影響極大，因此工件質(zhì)量的好壞和砂輪表面質(zhì)量有直接關(guān)系，通常情況下，其球形誤差要超過4μm。

4 結(jié)語

總之，在進行關(guān)節(jié)軸承外球面磨削加工中，使用數(shù)控關(guān)節(jié)軸承外球面范成磨床，其優(yōu)點顯著，其能夠用在對各類球閥的加工，其表面粗糙度和球形誤差相對較高，而且機床使用修整器對砂輪進行修整之后，對工件尺寸就能實現(xiàn)精確控制。

【參考文獻】

[1]岳新生，耿志江，郭希圣.車削外球面輔助裝置[J].機械工人·冷加工，2004（11）.

[2]王愛民.球籠式等速萬向節(jié)保持架外球面的切入磨削[J].軸承，2007（07）.

[責(zé)任編輯：薛俊歌]