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        減小高精度磨床整體磨具套筒加工誤差的方法及對策

        2014-07-08 02:17:34支鋒陳煥新干雨羅光耀伏爭
        機械工程師 2014年10期
        關(guān)鍵詞:磨具外圓內(nèi)孔

        支鋒,陳煥新,干雨,羅光耀,伏爭

        (陜西秦川機械發(fā)展股份有限公司,陜西 寶雞 721009)

        0 引 言

        磨具是高精度磨床的核心部件,其精度直接影響零件的磨削質(zhì)量。磨具套筒又是高精度磨具的重要零件,其軸承安裝孔的圓柱度、內(nèi)孔粗糙度、前后端軸承安裝孔的同軸度、套筒安裝外圓對前后端軸承安裝孔公共軸線的同軸度、外圓肩面對前后端孔公共軸線的垂直度、前后端軸承安裝孔孔底的垂直度直接影響磨具的精度。本文主要圍繞套筒大幅降低加工誤差方法、提高加工精度的方案、加工中出現(xiàn)的一些現(xiàn)象以及產(chǎn)生的原因和解決措施進行闡述。

        1 零件分析

        1.1 零件簡圖(如圖1)

        1.2 零件尺寸精度、形狀精度及位置精度的基本要求

        圖1 整體模具套筒簡圖

        1)右端φ110 孔(基準A)與軸承配合,配合公差≤0.004,圓柱度0.002,表面粗糙度為Ra0.4;

        2)左端φ110 孔(基準B)與軸承配合,配合公差≤0.004,圓柱度0.002,表面粗糙度Ra0.4;

        3)右端φ110 孔孔底與基準A、基準B 公共軸線垂直度0.004;

        4)左端φ110 孔(基準B)與右端φ110 孔(基準A)同軸度φ0.005;

        5)φ150 外圓右肩面與基準A、基準B 公共軸線垂直度0.005;

        6)φ150 外圓(兩端100 mm 范圍內(nèi))與磨具安裝架內(nèi)孔配合間隙,配合公差≤0.01,圓柱度0.002,表面粗糙度為Ra0.4;

        7)2-φ150 外圓(兩端100 mm 范圍內(nèi))同軸度φ0.002,兩端面垂直度0.005;

        8)右端面與基準A 垂直度0.005;

        9)左端面與基準B 垂直度0.005。

        上述各項精度直接影響磨具靜態(tài)幾何精度、運動精度、溫升、噪聲及壽命等,同時影響磨具主軸靜態(tài)剛度。

        序號7)精度作為精內(nèi)磨時的加工基準,直接影響內(nèi)孔加工精度。

        1.3 工藝過程簡述

        粗車→時效→精車→劃線→銑→鉆→粗外磨→粗內(nèi)磨→精外磨→精內(nèi)磨→拋光。磨具套筒精加工(即精內(nèi)磨、精外磨)在恒溫車間進行。

        精磨基準外圓時,采用上芯軸兩頂方式磨削,此種方式首先要控制好兩頂尖的同軸度、兩中心孔的同軸度及中心孔和頂尖角度的一致性。上述三項精度可以人為干預(yù),反復(fù)提高以滿足高精度外磨的要求。

        精內(nèi)磨采用雙V 型形式,掉頭磨削兩端φ110 軸承安裝孔,以長外圓為基準加工短的內(nèi)孔,以縮小加工誤差,提高零件的加工精度。

        1.4 零件加工過程中經(jīng)常出現(xiàn)的一些問題

        1)軸承安裝孔圓柱度達不到要求;2)軸承安裝孔孔底垂直度達不到要求;3)兩端軸承安裝孔同軸達不到要求;4)表面粗糙度達不到要求。

        1.5 產(chǎn)生的原因和解決措施

        1)對于零件的精密加工,首先必須對機床和被加工零件進行熱平衡,一般的要求是機床空運轉(zhuǎn)2 h,零件在恒溫環(huán)境等溫2 h,待機床和零件均達到熱平衡后,再進行加工,以降低加工誤差和提高加工精度。

        2)左端φ110 孔(基準B)對右端φ110 孔(基準A)同軸不好。

        產(chǎn)生原因:①V 型夾具誤差。夾具安裝誤差;光墊塊不等高;光墊塊表面拉毛。②工藝基準誤差;V 型夾具定位外圓圓度不好;同軸度不好;定位外圓等大不好。

        解決措施:①調(diào)整V 型夾具上兩個V 型的中心與臺面運動方向平行;研修光墊塊等高;研修光墊塊表面粗糙度滿足高精度內(nèi)磨的要求。②精化2-φ150 外圓圓柱度及同軸度以及2-φ150 定位外圓等大,以滿足達到2-φ110孔同軸的高精度要求。

        3)右端φ110 孔孔底與基準A、基準B 公共軸線垂直度不好。

        產(chǎn)生原因:①軸向限位圓環(huán)面跳動不好,產(chǎn)生零件軸向竄動;②軸向限位用鋼球磨損,產(chǎn)生軸向振動;③砂輪端面修整不好。

        解決措施:①研修軸向限位圓環(huán)面,使環(huán)面跳動達到滿足孔底垂直度的要求;②更換有缺陷的軸線限位鋼球;③對砂輪端面進行特殊修整。

        4)內(nèi)孔表面有花紋。

        產(chǎn)生原因:砂輪不鋒利。

        解決措施:按正確的修整方法修整砂輪。

        5)內(nèi)孔粗糙度不好。

        產(chǎn)生原因:①砂輪不鋒利、砂輪與被磨材料不匹配;②冷卻液過濾精度不達標;③過濾網(wǎng)已損壞或冷卻液更換周期太長。

        解決措施:①選用與被磨材料相匹配的砂輪進行磨削,在提高光潔度階段可使用光磨砂輪進行;②更換為更高過濾精度的濾網(wǎng);③更換濾網(wǎng)或定期更換冷卻液,使冷卻液保持相對的潔凈度。

        6)內(nèi)孔產(chǎn)生錐面。

        產(chǎn)生原因:砂輪軸線與工件軸向進給運動不平行。解決措施:調(diào)整砂輪軸線與工件軸向進給運動的平行度達到要求。

        7)內(nèi)孔產(chǎn)生雙曲面。

        產(chǎn)生原因:砂輪軸線與工件軸向進給運動不平行,且砂輪中心與工件中心不等高。

        解決措施:調(diào)整砂輪軸線與工件軸向進給運動的平行度,調(diào)整砂輪中心與工件中心等高達到要求。

        8)一端內(nèi)孔圓柱度達到要求精度,再磨削另一端內(nèi)孔時,圓柱度不好。

        產(chǎn)生原因:由于磨削時砂輪縱向進給,內(nèi)孔外端永遠比里端多磨,故會產(chǎn)生外端大、里端小的情況。

        解決措施:產(chǎn)生此種現(xiàn)象時,不允許對零件再進行調(diào)整,正確的做法是本工序再分粗、精磨,并對內(nèi)磨砂輪進行特殊的修形進行磨削,以滿足內(nèi)孔圓柱度的要求。

        2 結(jié) 語

        零件的精度直接影響產(chǎn)品的精度、穩(wěn)定性、壽命等,但是零件的誤差又是客觀存在的,故我們只能在零件加工過程中設(shè)法大幅減小誤差。本文闡述了工藝裝備的精度、工藝基準的精度對零件加工精度的重要影響,以及如何控制機床、夾具、操作方法等工序重要點,大幅降低誤差復(fù)映;同時還要關(guān)注環(huán)境及冷卻液對精密加工的影響。這些都是大幅減小零件加工誤差和提高加工精度的技術(shù)方案。

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