旋轮外曲面数控磨削加工

堡 Q 2 CN4 1 1 1 4 8 TH 轴承2 0 1 1 年1 l 期 Be a r i ng 2 011 No 1 1 I 工 艺与装备 旋轮外曲面数控磨削加工 林国福 褚翠霞 冯 占彪 李鹏 洛阳L Y C轴承有限公司 a 风电轴承制造部 b 0 3 1轴承厂 河南 洛阳4 7 1 0 3 9 摘要 分析旋轮外曲面的加工方法 在数控立磨机床 MG 2 1 0 0上选择合理可行的磨削方法 利用数控系统修整 圆弧砂轮 采用切人成形法成功加工出了旋轮的外曲面 关键词 滚动轴承 旋轮 外曲面 数控磨床 切入成形法 中图分类号 T H1 3 3 3 3 T G 5 8 0 6 1 7 文献标志码 B 文章编号 1 0 0 0 3 7 6 2 2 0 1 1 1 1 0 0 2 1 0 2 1 旋轮 结构2 L z 方 法选择 某项 目加工的旋轮外 曲面为多个 圆弧与直线 段相切 图 1 其 圆跳动要求 为 0 0 1 m m 曲面弧 顶直径相互差要求为 0 0 2 m m 一组 3件 表 面 粗糙度 R 口要求达到 0 8 Ix m 旋轮的外曲面车 削 铣削加工无法达到产品精度的要求 选择采用 磨削加工 由于受支承的限制 旋轮无法在卧式磨 床上加工 选用数控立磨机 M G 2 1 0 0 其磨削直径 最小为 q b 2 5 0 mm 最大直径为 l 0 0 0 F il m 曲面磨削一般有切人成形法 范成成形法和 摆头成形法 3 种 切入成形法是使用形状与待 加工产品 的表 面形状一 致 的砂 轮进 行磨 削 的方 收稿 日期 2 0 1 1 0 3 2 4 修回日期 2 0 1 1 0 5 1 0 作者简介 林国福 1 9 8 0 一 男 工程师 主要从事特大型 轴承的研制和加工 E ma i l g u o f u l i n 4 7 1 6 3 e o m 图 1 旋轮外 曲面形状 法 范成成形法是砂轮轴与工件轴相垂直 使用碗 形砂轮的端面 与待加工 曲面接触进行磨削成形 摆头成形法是砂轮和工件相对摆动进行磨削成 形 由于范成成形法和摆头成形法只能磨削单一 圆弧曲面 因此选择切人成形法磨削旋轮 切入 成形磨削旋轮时 首先需利用圆弧金刚滚轮将砂 轮修整为旋轮待磨削 曲面的形状 砂轮 的宽度必 须大于旋轮的宽度 以保证砂轮的刚度 然后将砂 轮靠近旋轮外表面进行磨削 3 轴承的承载力随着气膜平均厚度的增大 而减小 随着节流孑 L 数的减少而减小 参考文献 1 江帆 黄鹏 F l u e n t 高级应用与实例分析 M 北京 清华大学出版社 2 0 0 8 2 R e n n J C H s i a o C H E x p e ri m e n t a l a n d C F D S t u d y o n t h e Ma s s F l o w r a t e Ch a r a c t e r i s t i c o f Gas T h r o u g h Or i ri c e t y p e R e s t r i c t o r i n A e ros t a t i c B e a r i n g s J T r i b o l o g y I n t e rna t i o n al 2 0 0 4 3 7 2 3 0 9 3 1 5 3 王瑞金 张凯 王刚 F l u e n t 技术基 础与应用 实例 M 北京 清华大学出版社 2 0 0 7 1 9 1 4 余鸿钧 流体静压主轴 M 北京 机械工业出版社 1 9 8 5 3 8 1 4 5 2 5 1 H o ri k a w a 0 Y a s u h a r a K O s a d a H e t a1 D y n a m i c S t i ff n e s s C o n t r o l o f A c t i v e A i r B e a ti n g J J o u r n al o f J a p a n S o c i e t y o f P r e c i s i o n E n g i n e e r i n g 1 9 8 9 5 5 5 6 9 5 7 0 6 H an Y F L i u B H u a n g X Y H i gh A i r B e a ti n g S t i ff n e s s S l i d e r D e s i g n J J o u rnal of Ma g n e t i s m a n d M a g n e t i c Ma t e rials 2 0 0 6 3 0 3 7 6 8 0 7 彭万欢 静压气体径向轴承的静动特性研究 D 绵 阳 中国工程物理研究院 1 9 8 1 8 康纳 J J 勃莱皮埃 c A 流体流动的有限元法 M 吴望一 译 北京 科学出版社 1 9 8 1 9 刘凡 孟宪东 空气静压轴承孔型节流器的 C F D研 究 J 机械 2 0 0 5 3 2 1 1 2 l一2 3 编辑 杨柳 学兔兔 w w w x u e t u t u c o m 2 2 轴承 2 O l 1 N o 1 0 2 旋轮 外 曲面磨 削 2 1 修整砂轮 受时间 成本等因素的限制 定制专用的磨削 砂轮不经济 采取将砂轮修整成与旋轮一致的形 状 首先将一个外径为 q 0 3 5 0 mm 高度为 1 5 5 m m 的砂轮用普通卧式车床车削至与旋轮轮廓大致一 致的形状 图 2 b 然后用砂轮夹装夹砂轮 在数控 立磨机上通过编程将砂轮面修整成为旋轮待磨削 面的形状 图2 c 修整器为金刚滚轮 修整过程中 磨头的位移使砂轮素线形成曲线 图3 选用圆盘 金刚滚轮的圆弧为 R 4 修整砂轮编制的程序为 NO 2 0 G91 G01 X R1 49 0 R 1 4 9 0为参数号 系统为 S I N U ME R I K 8 4 0 D N 0 3 0 G 6 4 Z 一1 4 F 5 0 O NO 40 G0 3 X 7 6 6 Z 一3 5 7 CR 6 F 4 0 0 修整 R1 0的圆弧 N0 5 0 Go 1 X 1 0 9 2 5 Z 一1 7 1 5 F 5 0 0 修整 4 0 斜坡 N0 6 0 G0 3 X 3 Z 一3 4 2 8 CR 2 6 F 4 0 0 修整 R 3 0的圆弧 N0 7 O GO1 X 一3 4 81 5 Z 一5 5 F5 0o 修整 3 0 斜坡 N0 8 0 Go 3 X 一1 7 3 2 Z 一1 0 CR 1 6 F4 0 0 修整 R 2 0的圆弧 N0 9 0 G01 Z 一1 7 F1 5 0 0 NO1 00 X 一1 0 F1 0 0 0 截面图 曰 一 a 砂轮 b 车削 c 磨削 图 2 砂轮修整流程 图 砂 轮 图 3 修整成形砂轮 加工程序中使用 G 9 1 增量坐标编程口 j 直接 将金刚滚轮 斛 的补偿写在程序中 保证磨头砂轮 和金刚滚轮接触形成 的轨迹与旋轮外 曲面的形状 一 致 G 6 4为过渡补偿 J 使圆弧和直线的过渡更 为圆滑 自然 2 2 磨削旋轮 砂轮修整合格后 将旋轮装夹在机床上 找 正 上磁 调整砂轮的z轴位置 保证砂轮的两直线 段与旋轮的两 直线 段均能接触 磨削旋轮 实物如 图 4所示 由于旋 轮的宽度大 切入成形磨 削的 切 削抗 力 较 大 因此 每转 的进 给 量 应 小 于 0 0 0 1 In m 以避免砂轮碎裂 保证旋轮外曲面的表 面粗糙度 图 4 旋轮磨 削实物 图 3 加 工 效 果 采用数控立磨切人成形法磨削旋轮 对旋轮 顶弧半径 尺为 3 0 m m的一组 3件 旋轮进行数据 检测 结果见表 1 表 1 旋轮 的实际检测数据 利用同样的磨削方法加工其他4组旋轮 顶 弧半径分别为 2 4 1 8 1 3和 1 0 m m 其精度均达 到了产品设计要求 该加工方法智能化高 操作 方便 而且加工精度高 有较好的推广价值 参考文献 1 夏新涛 马伟 颉谭成 滚动轴承制造工艺学 M 北 京 机