摘 要 外圓柱形工件的端麵磨削在磨削加工過程中比（bǐ）較常見，但針對磨削泵（bèng）體法蘭盤（pán）高精度端麵及中間凹的問題，需要利用在精密（mì）級外圓磨床的基礎上從改進設計、砂輪修整以及進給調整、磨削調整和冷卻優化（huà）等各環節來解決。通過改進方案的實（shí）施（shī）目的是提高加工質量，滿足零件技術要求。

  
      用外圓磨床磨削大型工件的端麵效率低、砂輪損耗大、易產生磨削燒傷，且要（yào）達到相應的（de）精度和粗（cū）糙度對磨工的技能水平要求較高。在修整砂輪時，通常有經驗的磨工會（huì）拿金剛筆手動修整砂輪端麵，將（jiāng）砂輪（lún）修成中凹。加工時利用砂輪的（de）最外沿進行磨削，這種方式減（jiǎn）少（shǎo）磨削熱，保證了工件（jiàn）端麵（miàn）的精（jīng）度。實際加工過程中，這類（lèi）中凹大端麵磨削難度大，因
為機床保證不（bú）了此磨削獲得的（de）端麵是否是中凹狀態。本文就從原理和實際試驗的結果出發，提出一種（zhǒng）解決的方案，以供大家參考。

      1 、方案介（jiè）紹（shào）

      下圖（tú）1 是試驗工件的示意圖（tú），此類工件大多（duō）應用（yòng）在泵體的（de）密封端蓋處，要求工件端麵的精度較（jiào）高，且端（duān）麵處（chù）要求中凹0.01~0.015mm，防（fáng）止在螺（luó）釘擰緊後導致變（biàn）形。如要在MM1332 精密外圓磨床上完成此工件的磨削加工，就需要對MM1332 精密外圓磨床改型設計。試磨工件材質：45 鋼（gāng）；熱處理：調質T235。

     1.1 方案設計改進
 
    1）改進兩軸運動夾（jiá）角。
 
     普通外（wài）圓磨床（chuáng）工作台導軌和砂輪架導軌呈90°布置，標準上（shàng）要求兩軸的垂直度在0.02 mm 以內。因此，磨削出的端麵基本上是90°，但在（zài）大端麵磨削時，由於散熱條件差，工件端麵（miàn）中凸（tū）現（xiàn）象經（jīng）常發生（shēng），無法保（bǎo）證工件的中凹要求。故在設計原理上要進行改（gǎi）進：將此兩軸夾角略加改動，如下（xià）圖2 所示 。
   

    圖2 外圓磨床軸係關（guān）係圖

     當兩軸夾角略小（xiǎo）於90°時，參與磨削的砂輪由於修整成中凹後，砂輪最大外圓處磨削端麵時有軸向（xiàng）差（chà）X（就是下圖中的（de）中凹量0.02 mm），故能磨削出中凹的端麵，如下圖3 所示。

      圖3 中（zhōng），利用工件端麵的中凹量和端麵的寬度，可以用公式計算出機床砂輪架（jià）主軸軸線與工作台運動時水平方向的平行度（俗稱砂輪架側母線）的調整數據。在上述工件的要求中，經過實際（jì）試驗，由於砂輪的磨損，將（jiāng）砂輪架（jià）主軸側（cè）母線改製（zhì）量加大在150 mm 測量範圍內允差0.12~0.13 mm，且砂輪端方向（xiàng）要偏離工件方（fāng）向，這（zhè）時磨削出 的上述端麵中凹（āo）
量在0.01~0.015 mm 左右。

     2）改進橫進給（gěi）部分
 
     由於墊板偏置一定的（de）角度後，橫進給部分的傳動鏈受到了幹涉。原來的剛性連接軸因角度關係無法偏置，需將剛性連接部分改為柔性連接，來保證（zhèng）傳動精度的可靠性[3]。試製（zhì）時，增加一“萬向節”，用它來傳（chuán）遞進給時的（de）扭矩，充分發揮萬向節可以適應（yīng）在較大的角（jiǎo）度偏置上的優點，避（bì）免聯軸器因（yīn）彈性過大帶來的精度走（zǒu）失問題。
 
      1.2 磨削試驗
 
     1）砂輪修整方法
 
     修整方法的示意圖如（rú）圖4 所示，將一金剛石刀（dāo）片裝在（zài）刀杆上（shàng），修（xiū）整時，用手動（dòng）橫進給手輪，使金剛石刀片沿砂輪側麵往複均勻（yún）移動，也（yě）可以用砂輪的快速進退功能，對砂（shā）輪進（jìn）行修整。由於兩導軌夾角小於90 度，這樣修整出的砂輪本身就帶（dài）內凹的角度。每次往複切削深度約為0.03~0.04mm，修整砂輪時可不用冷卻。

     2）磨削方法
 
    圖5 為磨（mó）削（xuē）進刀示意圖，將砂輪端麵修（xiū）整成內凹形狀，靠近（jìn）工件端麵進行磨削，工件沿圖中S 方（fāng）向移動實現連續均勻進給。在磨端麵的時候，砂輪與工件的接觸麵積（jī）比磨外圓時大，同時，磨外圓用的冷卻液噴嘴很難將冷卻液注入到端麵磨削區域，致使端（duān）麵（miàn）的磨削條件惡化，容易產生燒傷（shāng）。因此對（duì）冷卻噴嘴加以改（gǎi）進，在砂輪端（duān）麵工作部位的上方加裝一個附加噴（pēn）嘴[4]，使（shǐ）磨（mó）削時冷卻液能較順利地注入磨削（xuē）區，以改善（shàn）磨削（xuē）條件。

    在靠磨端麵時，砂輪的進給是借助於工作台縱向移動手輪實現的，進給量（liàng）的大小和進給時平（píng）穩性（xìng）在很大程度（dù）上憑操作者的經驗控製，同時（shí）普通機床的縱進給手輪（lún）的進給速度偏大。例如 MM1332 精密外圓磨（mó）床的縱向進給手輪每轉一圈，工作台移動6 mm，在這（zhè）種情況下，進刀不平穩，造成進刀（dāo）斷斷續續及進給量偏大而引起燒傷，同時進（jìn）刀不平穩也容易破壞砂輪工（gōng）作表麵，使其切削性能（néng）過早地喪（sàng）失，每修整一次砂輪的端麵磨削（xuē）量（liàng）下降，我們可以對（duì）縱進給手（shǒu）輪略加改進，用兩級蝸輪副減速，使其進給（gěi）均（jun1）勻，以利於解決端麵磨削的燒傷問題。
 
     1.3 其它改進（jìn）
 
     在磨削過程中，要達到穩（wěn）定的（de）端麵中凹精度，通過上（shàng）述的略微改進（jìn）可以實現。在實際的磨削加工中，磨削燒傷（shāng）是影響加工質量和效率的主要因素。由於磨（mó）粒在工件表麵上滑擦和切削麵消耗的能量有80%以上是作為熱能傳入工件的，其餘部分則傳入砂輪和（hé）被磨去的切屑、冷卻液等周圍介質。因此，在討論端麵（miàn）燒傷問題（tí）時，主（zhǔ）要是考慮接觸溫度，分析它的產生和傳導等。而磨削（xuē）區域的接觸（chù）溫度的高低與砂輪速（sù）度、工件（jiàn）材料、砂輪特性、修整質量及縱進給等有關。從（cóng）以下三個方麵的改進也可達到提高（gāo）磨削精度的目的（de）。

     （1）選用合適的砂輪。工件（jiàn）材料對磨削溫（wēn）度也有影響（xiǎng），磨削熱敏性大、強度高的軸承鋼比45 鋼高，對（duì）於脆性材料的（de）球（qiú）墨（mò）鑄鐵，雖其磨削時的溫度比45 鋼（gāng）低，但導熱性確比鋼小，所以球墨（mò）鑄鐵也（yě）容易燒傷。磨削時，不同磨（mó）料與工件材料有一定的適應性，比較硬而脆的白剛玉磨料磨淬火（huǒ）軸承鋼（gāng）較好，而（ér）對於調質的45 鋼，因其加工性能的不（bú）同，以韌性較好（hǎo）的棕剛玉砂輪更合適，而微晶剛玉砂輪則適於球墨鑄鐵的磨削。
 
      （2）采用合適的修（xiū）整方法。不同的修整方法直接（jiē）影響著工件表麵燒（shāo）傷和效率，用（yòng）手持碳化矽砂（shā）輪塊修整（zhěng）砂輪（lún）時，不容易保證切削刃口的鋒銳和幾何形狀的正確，致使磨粒更易磨損，使（shǐ）磨削溫（wēn）度容易升高而燒傷（shāng）工件。用自動修整就能相對保證。端麵磨削采用傳統的手動進給則因進給量的大（dà）小及其平穩（wěn）性不易控製，使端麵磨（mó）削質量下降。增加蝸輪副減速，使其進給均勻，以利於解決（jué）端麵磨削的（de）燒傷問（wèn）題。

     （3）改善冷卻條件。帶走磨削區熱量，減少和避免磨削燒（shāo）傷。由於砂（shā）輪速度高，在砂輪周圍和側麵上都產生一股強大的空氣源，使冷卻液很難注入磨削區，而靠磨端麵時更甚。因（yīn）此（cǐ），采用新型冷（lěng）卻（què）液和改進（jìn）冷（lěng）卻液注入方式對端（duān）麵磨削尤為重要（yào），使冷卻（què）液能順利注（zhù）入磨削區，對減少端麵磨削時的（de）熱量是有顯著效果的。

      2、 結語

    外圓（yuán）磨床磨削中凹端麵的解決方案，實現了磨削泵體類法蘭盤等高精度以及端麵中間凹的磨削要求，提高了生產效率，並且能夠保證工件的（de）加工質量，為企業（yè）創造了良好的經濟效益。