劉 瑩，宋 敏，王 蒙

（1.哈爾濱軸承集團(tuán)公司 制造技術(shù)部，黑龍江 哈爾濱 150036； 2.哈爾濱軸承配件有限公司 滾子制造分廠，黑龍江 哈爾濱150036； 3.哈爾濱軸承集團(tuán)公司 精益辦公室，黑龍江 哈爾濱 150036）

3MZ4250球基面磨床料架結(jié)構(gòu)改進(jìn)

劉 瑩1，宋 敏2，王 蒙3

（1.哈爾濱軸承集團(tuán)公司 制造技術(shù)部，黑龍江 哈爾濱 150036； 2.哈爾濱軸承配件有限公司 滾子制造分廠，黑龍江 哈爾濱150036； 3.哈爾濱軸承集團(tuán)公司 精益辦公室，黑龍江 哈爾濱 150036）

通過對3MZ4250球基面機(jī)床磨削原理的分析，改進(jìn)了料架的設(shè)計，提高了機(jī)床的加工精度，改善了滾子端面跳動和端面凸度。

滾子；球基面；端面跳動；端面凸度

1　前言

3MZ4250球基面磨床是加工滾子端面凸形的往復(fù)式半自動磨床，其特點是工藝裝備簡單，加工的滾子基面圓弧形狀穩(wěn)定，料架是3MZ4250球基面磨床的一個重要組成部分，在磨削滾子時主要用來支撐滾子以達(dá)到精確定位的目的。料架是由料架塊和后頂尖組成，料架塊被固定在托板上，料架塊材料為H62，經(jīng)過多年的使用后，料架塊通過后頂尖的部分會出現(xiàn)磨損，導(dǎo)致所加工的滾子中心偏移，端面凸度和端面跳動達(dá)不到工藝要求；后頂尖的前端部分是合金條在多次加工中被磨成平面，也導(dǎo)致端面凸度和端面跳動、粗糙度達(dá)不到工藝要求，易出現(xiàn)廢品和次品。為保證滾子的加工質(zhì)量，當(dāng)料架塊、后頂尖出現(xiàn)一定程度的磨損后必須進(jìn)行更換，這樣頻繁的更換不僅增加了生產(chǎn)成本，而且成為滾子加工工序中的瓶頸工序，大大降低了生產(chǎn)效率，增加了滾子的生產(chǎn)周期。同時對滾子的質(zhì)量也有一定的影響，因此必須對其進(jìn)行改進(jìn)。

2　加工原理

往復(fù)式磨床的磨削原理如圖1所示。砂輪軸心線和滾子軸心線處在一個水平面上。為了把滾子基面磨成球面，需要移動砂輪座，使砂輪軸心線以O(shè)s為中心在水平面上旋轉(zhuǎn)一個角度α，然后橫向移動砂輪座，把砂輪平均直徑處調(diào)整到滾子基面的中心。這時，兩條軸心線相交于O，O點即是將要磨削的中心。加工時，砂輪和滾子圍繞各自的軸心線旋轉(zhuǎn)，通過進(jìn)給產(chǎn)生磨削。往復(fù)式磨削采用筒形砂輪，砂輪座的旋轉(zhuǎn)角度可按下式計算。

α=arcsin（rs/R）

式中： α——砂輪座旋轉(zhuǎn)角度，

rs——筒形砂輪平均半徑，

R——滾子球基面曲率半徑。在往復(fù)式磨削設(shè)備上磨削滾子端面時，必須實現(xiàn)砂輪軸心線與滾子軸心線相交于一點，否則磨出來的滾子端面就不是球面。理論分析與生產(chǎn)實踐表明，若兩條軸心線不相交，則會產(chǎn)生所謂“三點”或“四點”?！叭c”的情況是：以曲率樣板檢查端面無凹坑的滾子時，端面中心一個點，端面邊緣兩個點與樣板接觸，其它地方透光，如圖2所示；“四點”的情況是：以曲率樣板檢查有凹坑的滾子時，凹坑邊緣兩個點及端面邊緣兩個點與曲率樣板接觸，其它地方透光，如圖3所示。這種情況下滾子的端面跳動和端面凸度就達(dá)不到工藝要求，影響產(chǎn)品質(zhì)量。

圖1　滾子磨削原理

圖2　“三點情況”

圖3　“四點情況”

3　改進(jìn)前結(jié)構(gòu)

滾子磨削機(jī)構(gòu)簡圖如圖4所示。原來的料架存在的問題是：后頂尖的合金條被固定，磨損后必須進(jìn)行更換，當(dāng)每次更換合金條時后頂尖就被破壞，只能整體進(jìn)行更換，原材料浪費很大，如果對其結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，使后頂尖能夠最大限度的使用，減少更換次數(shù)，而且可以降低料架塊的磨損，從而提高勞動生產(chǎn)率。

圖4　滾子磨削機(jī)構(gòu)簡圖

原來的料架結(jié)構(gòu)見圖5，后頂尖見圖6所示。合金條被焊接在后頂尖上，滾子磨削加工時，靠后頂尖支撐其轉(zhuǎn)動，支撐部分長時間與滾子接觸，磨損后出現(xiàn)平面或尖點，當(dāng)超出一定范圍后則影響滾子的幾何精度，同時給操作者控制帶來不利影響，易出現(xiàn)廢品、次品，給生產(chǎn)帶來損失。

圖5　改進(jìn)前料架塊

圖6　改進(jìn)前后頂尖

4　改進(jìn)后結(jié)構(gòu)及效果

圖7　改進(jìn)后料架塊

圖8　改進(jìn)后后頂尖

改進(jìn)后的料架塊見圖7，后頂尖見圖8。將后頂尖與料架塊接觸部分由原來的螺紋設(shè)計改為貫穿式設(shè)計。這樣，可以減少每次更換后頂尖時對料架塊的磨損，在料架塊上方鉆2個孔并用螺絲在后頂尖的適當(dāng)位置進(jìn)行緊固，減少定位誤差，增加了定位精度；將原工藝中后頂尖前處的焊接工藝改為鉆孔，用膠水將合金球粘在鉆孔處，再將后頂尖放入料架用螺絲固定。這樣在使用過程中，當(dāng)后頂尖進(jìn)行更換時，減少了對料架塊的磨損，料架塊可以多次使用。這種設(shè)計也保證了料架與滾子的軸線在同一直線上，減少更換時出現(xiàn)的偏心現(xiàn)象。從原理上看比較簡單，主要是通過改進(jìn)接觸方式的方法來提高滾子端面的加工精度。改進(jìn)原理雖然簡單，但改進(jìn)的效果十分理想。

經(jīng)過改進(jìn)料架結(jié)構(gòu)后，后頂尖和料架塊更換頻率大大降低，降低了工人的勞動強(qiáng)度，提高了生產(chǎn)率；減少了機(jī)床調(diào)整的中停率，加工精度和班產(chǎn)都有了明顯的提高，不合格品率降低了，有效的保證了加工進(jìn)度，見表1所示。

5　結(jié)束語

表1　機(jī)床改進(jìn)前后加工質(zhì)量對照

該改進(jìn)耗資少，效果好。從產(chǎn)品質(zhì)量看，改進(jìn)后，滾子端面的凸度值散差比以前明顯的減少，滾子端面相對于外徑表面的圓跳動已全部達(dá)到工藝要求。從統(tǒng)計數(shù)據(jù)來看，滾子端面跳動和端面凸度產(chǎn)生的滾子廢品降低了2%，以每月生產(chǎn)十萬粒滾子計算，可以少出400粒不合格品。以往該工序是制約生產(chǎn)的瓶頸工序，改進(jìn)后使整個生產(chǎn)能力得以提高，達(dá)到了預(yù)期效果。

（編輯：王立新）

Improvement of pedestal structure of 3MZ4250 ball base surface grinder

Liu Ying1，Song Min2，Wang Meng3

（1.Manufacturing Technology Department，Harbin Bearing Group Corporation，Harbin 150036，China；2.Roller Division， Harbin Bearing Parts Co.，Ltd.， Harbin 150036，China；3.Lean Offce， Harbin Bearing Group Corporation，Harbin 150036，China）

By analyzing grinding principle of 3MZ4250 the ball base grinder， the pedestal design were made better to improve the machining precision of machine tool， and the roller runout and the end surface convexity were improved.

roller； ball base； end surface runout； end surface convexity

TH133.33+2

B

1672-4852（2016）01-0026-03

2016-03-16.

劉 瑩（1973-），女，工程師.