磨削细长轴精密螺栓的加工方法.pdf

A Caaem I C N、 I、 字 木 磨削细长轴精密螺栓的加工方法 南车戚墅堰机车有限公司 一 耿丽华 摘 要 ： 本文主要介绍分析了细长轴磨削加工的难点 ， 然后通过砂轮选择、磨削用量的选择及磨 前准备工作等方面 详细介绍了磨肖 I 细长轴的加工方法。 图一精磨螺栓简图 1 问题提出 柴 油机精 密螺栓 ，材料为 4 2 G r M o ，直径 为 中3 0 ( + O 0 1 5 0 ) ， 长度为 1 0 0 0 ， 属于细长轴。 产品磨削外圆光洁度 R a O 4 ，圆度 0 O 1 ，直线 度为 0 0 5 。如图一所示，精密螺栓两头螺纹 M 3 6 X 2 7 e 6 e ，两端面中心孔 A 2 。从产品结构分 析，无法在无心磨床加工，只能选择外圆磨床 。 在试制磨削过程中，工件易产生弯 曲，鼓形造 成工件圆度难 以保证，并且会产生震动，工件 表面产生很浅的螺旋形波纹螺纹。 ( 见图一) 2 问题分析 2 1 精密螺栓表面出现螺旋状很浅的波纹 痕迹 其产生的原因：( i) 砂轮工作表面凸凹不平： ( 2 )机床刚性影 响：( 3 )由于工件与顶尖系统刚 性较差，顶紧力过紧或过松。( 4 ) 其他因素：磨 削深度太大，纵 向进给量太大，或砂轮主轴有轴 向窜动，都可能产生螺旋形波纹。此外、工作台 导轨润滑油压过大，使工作台纵向移动产生漂浮 和摆动，也会造成工件表面的螺旋形波纹。 2 2 精密螺栓圆柱度超差 精 密螺栓在磨削后产生的鼓形和弯曲，使 工件的圆柱度超差。( 1 )鼓形：由于工件刚性不 足，或中心架调整不正确 ，磨削用量过大，使 工件产生弹性变形而出现鼓形。 ( 2 )弯曲：当磨 削用量太大时， 工件过度发热， 而冷却又不充分、 不及时、不均匀、使工件产生 内应力 ，以致使 冷却后产生弯曲变形。 2 3 精密螺栓圆度超差 精密螺栓中心孔形状不正确，孔 内有污垢 或己磨损；顶尖在主轴和尾架套筒锥孔，内贴 I 64 Ma c h in e C h in a中国机械 台不紧；工件顶得太紧或太松；砂轮主轴或头 架主轴的径向跳动过大，这些因素都可能使工 件圆度超差。另外，工件刚性差或余量不均时， 在磨 削力的作用下 易产生弹性变形，结果使磨 削表面出现 圆度误差复映现象。 3 问题解决可行性实施 通过对精密螺栓产生问题的分析，从 以下 几个方面进行攻关实施： 3 1 磨前准备工作 3 1 1 要校直工件。校正后工件同轴度应 尽量在 0 1 5 m m m以内。 3 1 2 精密螺栓经过调质热处理后，进行 时效处理，消除工件 内应力。 3 1 3 中心孔。中心孔是细长轴的基准， 工件经热处理后，中心孔会产生变形，应对中 心孔进行研磨，是基准中心孔。粗磨时，采用 3 角度为6 O 。中心孔， 提高粗磨时的生产效率， 粗磨后两端面去除 l m m 。精磨时重新修整 中2角 度为 5 9 。 3 O 中心孔，减少中心孔和顶针接触 面 。 3 1 4 调整机床，主要调整头架于尾架间 的中心距，将 工件顶紧后用手旋转，感觉不松 不紧为最好 。 3 1 5检查工件两顶针顶住工件 ，用百分 表测量径向跳动，控制在 0 0 3 m m以内，特别是 工件间的弯曲度最大的地方，确定能否磨出。 3 1 6 精磨 时采用双拨杆拨盘 ，使工件受 力均衡，以减少振动和圆度误差。 2 砂轮及磨削用量的选择 2 1 精密螺栓的材料调质硬度 H R c 3 8 4 4 ， 根据材料性能特点，选择相匹配磨料、硬度、 粒度的砂轮，具体型号选择见表一 表 一 砂 轮 的选型 2 2 修整砂轮 。粗磨时修整的走刀量 s ，切 深 T ，均比一般磨削要大些，可使砂轮表面比较 粗糙，以增强切 削性能，最好修整为凹型，这 样能够减少砂轮和工件的接触面，接触面面为 2 3 ；精磨时用锋利的金刚笔，较小的进给量， 进行修整从而获得细密的砂轮面。 2 3 合理的选择切削用量 粗磨时工作 台纵向速度放到 1 1 5 m m in ， 切削用量为 0 0 2 0 0 5 ；精磨时工作台纵 向速度 放到0 3 - 0 8 m m in ，切削用量为 0 O 1 0 0 3 。 磨削时工件转速为 5 0 1 0 0 转，粗磨时 工 作 台纵向速度放到 0 8 - 1 2 m m in ，切削用量为 0 0 2 0 0 5 1精磨时工作台纵向速度放到 0 5 0 8 m m in ，切削用量为 0 O 1 0 0 2 。 3 合理的选择中心架 根据精密螺栓的长度，合理 的选择一个 中 心架的在轴 中间位置：在磨削过程 中要合理调 整 中心架的两个支片，刚开始可 以用涂色的方 法观察工件是否和支片前端接触：加工过程 中 当螺栓，砂轮和支片三者位置一致 时，用手调 整支片，并观察火花是否增大，最主要是看火 花和工件的形状来不断调整上下两支片。根据 操作多次试验经验，在 进给 0 0 7 0 1 O m m后就 要调整， 在调整时可根据情况来调整上下支片。 4 结论 在细化磨削外圆的工步时，首先，应注意 机床的精度能否满足工艺要求和磨前准备工作 其次，为保证大批量加工 中形状精度 的控制， 夹持要可靠、稳定，变形要小；最后，砂轮及 磨 削用量的合理选择，适合于批量生产时的需 要。 外圆磨削完全