無心外圓磨床M3183砂輪修整器的改進

徐占華，林國福，龐電杰，姚義峰

(洛陽LYC軸承有限公司 特大型軸承廠，河南 洛陽 471039)

1 原砂輪修整器使用情況

特大型調(diào)心滾子軸承和推力調(diào)心滾子軸承的滾子直徑大、長度長，加工難度大，目前一般采用無心外圓磨床M3180和M3183進行該類軸承球面滾子的磨加工。在無心外圓磨床M3183上加工時采用切入磨方法加工滾子，由于球面滾子曲率不同必須采用不同的靠模修整砂輪(圖1)。修整器的修整原理為：滾輪沿凸靠模上、下移動，使彈簧不斷伸縮，金剛筆沿靠模曲率對砂輪進行修整。使用該修整器需要經(jīng)常修靠模以保證滾子球面半徑，加工質(zhì)量難以保證，特別是當滾子直徑達到120 mm以上時，此砂輪修整器甚至無法加工。

1-滾輪；2—凸靠模；3-壓緊彈簧；4—金剛筆；5—砂輪圖1 靠模修整結(jié)構(gòu)示意圖

例如加工241/750K30/W33滾子時，已知滾子高度為183.616 mm，直徑為114 mm，球面半徑為559.5 mm。使用彈簧靠模式砂輪修整器進行砂輪的修整，磨加工出的球面滾子用曲率樣板進行檢測，樣板與素線的接觸程度達不到80%，樣板兩端有縫隙；用輪廓儀檢測滾子曲率，發(fā)現(xiàn)滾子兩端的曲率要比中間部分的曲率小7～8 mm，而且滾子球面輪廓不是一個整圓弧。用輪廓儀檢測靠模的曲率，發(fā)現(xiàn)靠模的曲率正確。此修整器造成滾子曲率不合格的原因為：滾輪在A處與在O處彈簧的受力不同，根據(jù)F=kx可知，因受力不均勻性，行程x并不能按規(guī)則的圓弧修整砂輪，所以修整出的砂輪幾何形狀誤差較大，修整后的砂輪軌跡為圓弧BOB′，而不是理論的砂輪軌跡COC′，造成所加工的滾子曲率畸形，產(chǎn)品質(zhì)量下降，甚至造成零件報廢。

2 砂輪修整器的改進

無心外圓磨床M3180使用的砂輪修整器如圖2所示，該修整器在加工中操作方便，砂輪修整形狀好，可加工滾子球面半徑小于600 mm的球面滾子。砂輪修整器的工作原理為：金剛筆安裝在搖臂一端，通過搖臂繞轉(zhuǎn)軸機構(gòu)的轉(zhuǎn)動，在砂輪上修整出圓?。晦D(zhuǎn)軸安裝在滑塊上可前、后移動，能夠在砂輪上修整出不同半徑的圓弧。

1—轉(zhuǎn)軸機構(gòu)；2—縱向滑動機構(gòu)； 3—滑塊機構(gòu)；4—底座；5—搖臂；6—金剛筆圖2 M3180修整器結(jié)構(gòu)

為了降低成本，充分利用現(xiàn)有資源，采取在原無心外圓磨床M3183機床上安裝無心外圓磨床M3180所用的搖臂式砂輪修整器，改進后M3183修整器結(jié)構(gòu)如圖3所示。改進后的搖臂式砂輪修整器將原M3180修整器的轉(zhuǎn)軸和縱向滑塊機構(gòu)對調(diào)，修整器可以修整滾子球面半徑大于500 mm的圓弧。為了使修整器的轉(zhuǎn)軸、金剛筆的筆尖和砂輪的回轉(zhuǎn)中心3點共線，以修整出理想的圓弧，在修整器和機床之間制作了起調(diào)節(jié)角度作用的支撐機構(gòu)，如圖4所示。因為搖臂式砂輪修整器與水平成35°夾角，改進前靠模砂輪修整器與水平成15°夾角，為了將新的砂輪修整器角度回調(diào)20°，設(shè)計了此過渡支撐機構(gòu)。該過渡支撐機構(gòu)由2塊20mm厚的鋼板和1塊角度為20°的楔形鐵塊焊接組成，上鋼板的4個螺紋孔與修整器的底座相連接，下鋼板的4個連接孔與機床相連。改進后修整器安裝結(jié)構(gòu)示意如圖5所示。

1—縱向滑動機構(gòu)；2—轉(zhuǎn)軸機構(gòu)； 3—滑塊機構(gòu)；4—底座；5—搖臂；6—金剛筆圖3 改進后M3183修整器結(jié)構(gòu)

圖4 過渡支撐機構(gòu)

1—搖臂；2—轉(zhuǎn)軸機構(gòu)；3—滑塊機構(gòu)；4—底座；5—過渡支撐機構(gòu)；6—砂輪圖5 改進后修整器安裝結(jié)構(gòu)示意圖

3 應(yīng)用效果

改進后修整器加工出的241/750K30/W33滾子經(jīng)輪廓儀檢測曲率完全合格，改進前、后檢測結(jié)果見表1。同時使用改進后修整器的M3183磨床加工超輕滾子軸承248/1320/W33，產(chǎn)品質(zhì)量可以達到設(shè)計要求；加工241/600CAK30/W33，240/850/W33，232/530CAK30/W33等產(chǎn)品滾子質(zhì)量也有明顯提高。

表1 改進前、后滾子球面半徑測量結(jié)果 mm

無心外圓磨床M3183修整器可以加工大直徑、超長球面滾子，不再需要每一型號的滾子做一塊靠模，節(jié)省了工裝；而且修整出的砂輪曲率要比靠模修整出的砂輪曲率幾何形狀要好得多，有利于保證產(chǎn)品質(zhì)量。