無測(cè)量裝置軋輥磨床試件圓度檢測(cè)

無錫機(jī)床股份有限公司 （江蘇 214061）胡建清

在軋輥磨床的生產(chǎn)過程中，機(jī)床整機(jī)在進(jìn)行精度、功能、動(dòng)作、安全性能檢測(cè)后，還必須對(duì)機(jī)床實(shí)際磨削試件的精度進(jìn)行檢測(cè)，其中生產(chǎn)企業(yè)還需按要求，對(duì)磨削試件（平輥或凸輥）的圓度進(jìn)行檢測(cè)。由于軋輥的直徑一般較大，對(duì)于自身不帶測(cè)量裝置的軋輥磨床，本文不推薦使用直徑法檢測(cè)圓度，原因有二：以檢測(cè)MK84125系列數(shù)控軋輥磨床、托磨直徑為φ1 250mm軋輥的圓度為例，一是如果采用外徑千分尺測(cè)量直徑差，按JB/T10007－1999《大外徑千分尺》規(guī)定，直徑測(cè)量范圍1 200～1 400mm，其示值誤差允許達(dá)±0.014mm，因此，如果軋輥的圓度要求是0.002mm，顯然，在此千分尺是不適用的；二是直徑法測(cè)量圓度誤差本身就具有很大的局限性，這是因?yàn)橹睆椒ㄖ贿m用于測(cè)量均勻分布的偶數(shù)棱圓形輪廓的圓度誤差，對(duì)于很多奇數(shù)棱形，直徑法可能測(cè)不出來，或測(cè)出來的直徑差要比實(shí)際圓度誤差還要小很多，何況實(shí)際輪廓不可能一定是偶數(shù)棱的,更不可能是均勻?qū)ΨQ的，實(shí)際檢測(cè)到的直徑差和實(shí)際的圓度并不存在一定的函數(shù)關(guān)系，直徑法測(cè)量尺寸是合適的，但測(cè)量圓度有待商榷。因此，尋求合理檢測(cè)試件圓度的方法就顯得尤為重要。

為了提高測(cè)量靈敏度，推薦選擇測(cè)力相對(duì)于千分表要小、而靈敏度又比千分表要高的扭簧表（有經(jīng)驗(yàn)的測(cè)量人員甚至可估測(cè)到0.000 1mm的變動(dòng)），最好選擇使用分辨率高于0.000 5mm的扭簧表，通過測(cè)量圓跳動(dòng)值來客觀反映軋輥的圓度。

現(xiàn)就用分辨率是0.000 5mm的扭簧表，通過在試件上選幾個(gè)圓截面、并且在同一圓截面的水平方向上進(jìn)行正、背面兩個(gè)位置測(cè)量，來進(jìn)行分析和判斷。

1.在砂輪磨削水平位測(cè)量

將扭簧表固定在砂輪位，盡量縮短表架長(zhǎng)度，選擇試件的一個(gè)圓截面，將扭簧表測(cè)頭垂直觸及試件圓表面，即工件正面水平母線位，注意扭簧表的表面朝上，以便于觀察，啟動(dòng)工件主軸帶動(dòng)試件旋轉(zhuǎn)來測(cè)量試件的圓跳動(dòng)，用極限法檢測(cè)，記錄扭簧表指針指示的極限范圍M1值（指針指示的最大讀數(shù)與最小讀數(shù)的代數(shù)差）。

通常在磨削位測(cè)得的數(shù)值即M1值都較小，但一般不會(huì)是零，比如可能是0.001mm等。但此時(shí)測(cè)得的M1值這個(gè)單獨(dú)結(jié)果還不能完全代表圓度誤差。

2.在磨削位的背面進(jìn)行測(cè)量

將扭簧表架到與剛才測(cè)量點(diǎn)的同一圓截面的180°位置，即在磨削位工件的背面來測(cè)量試件的圓跳動(dòng)，啟動(dòng)工件主軸帶動(dòng)試件旋轉(zhuǎn)，記錄扭簧表指示的極限范圍M2值（方法同M1）。

通?？砂l(fā)現(xiàn)在磨削位工件的背面，跳動(dòng)量M2值要大于M1值，比如可能是0.003mm等，但M2值這個(gè)單獨(dú)結(jié)果同樣也不能完全代表圓度誤差。

3.分析和計(jì)算圓度誤差

（1）分析 為什么M1值不等于0呢？可能一般都會(huì)認(rèn)為M1值是在砂輪磨削位測(cè)得的，當(dāng)粗、精磨削到無火化光磨完成后，就應(yīng)該是0。事實(shí)上0值只是種理想狀態(tài)，只有同時(shí)滿足以下五個(gè)條件，才有可能讀到0：①砂輪主軸回轉(zhuǎn)精度無限高。②砂輪系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)振動(dòng)無限小，機(jī)床系統(tǒng)剛度無限高，在機(jī)床進(jìn)行光磨過程時(shí)火花完全脫盡。③工件表面粗糙度值足夠小。④測(cè)點(diǎn)位置必須就是在砂輪磨削點(diǎn)足夠準(zhǔn)。⑤檢測(cè)設(shè)備精度足夠低。但實(shí)際加工過程中同時(shí)滿足上述五個(gè)條件的可能性極小，正常情況下也不會(huì)用精度足夠低的檢測(cè)設(shè)備來檢測(cè)，掩蓋精度不高的問題，而只會(huì)選擇精度高得適當(dāng)?shù)脑O(shè)備來測(cè)量。所以，日常測(cè)量過程中M1值總會(huì)測(cè)到不等于0的數(shù)值。

那么，為什么M2與M1值是不相等的呢？這是因?yàn)椋阂皇枪ぜ鶞?zhǔn)圓度并不會(huì)是絕對(duì)理想的圓，不可能為0，而是存在誤差；二是滾子重心不完全在理想中心線上，滾子重心的偏擺使?jié)L子的旋轉(zhuǎn)中心并不完全圍繞理想中心線旋轉(zhuǎn)；這兩個(gè)因素共同影響M2值，而理論上這兩個(gè)因素對(duì)M1產(chǎn)生的影響極小，因此導(dǎo)致M2值與M1值多數(shù)是不相等的。通常情況下，從背面測(cè)量的數(shù)值會(huì)接近托瓦接觸的軋輥工件基準(zhǔn)圓度數(shù)值的兩倍左右，因此，軋輥工件基準(zhǔn)圓度是影響軋輥工件外圓圓度的關(guān)鍵因素。

（2）計(jì)算 測(cè)量好工件同一圓截面磨削位M1值和背面M2值，就可以來進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，用平均值法，即將M1和M2相加，所得之和除以2，能較好反映試件的實(shí)際圓度值，即被測(cè)工件在同一圓截面上、分別對(duì)正面和背面測(cè)得的跳動(dòng)值（M1值）和（M2值）的平均值，基本能客觀反映被測(cè)圓截面的圓度值。

比如，上述測(cè)得的M1=0.001mm，M2=0.003mm，那么，該圓截面圓度值=（0.001mm+0.003mm）/2=0.002mm。

4.結(jié)語(yǔ)

從上述分析可見，用托磨方式磨削軋輥工件時(shí)，軋輥工件的基準(zhǔn)外圓的圓度是直接影響軋輥工件磨后圓度的關(guān)鍵因素。要提高軋輥外圓圓度，首先要提高軋輥工件與托瓦接觸的基準(zhǔn)外圓的圓度。

用扭簧表對(duì)軋輥磨床試件進(jìn)行圓度檢測(cè)，用求平均值法，對(duì)被測(cè)試件在同一圓截面上、分別對(duì)磨削位的正面和繞軸心線的180°背面測(cè)得的兩跳動(dòng)值的平均值，能基本客觀、真實(shí)地反映被測(cè)圓截面的圓度誤差。我們可以對(duì)試件在左、中、右的三個(gè)圓截面分別進(jìn)行測(cè)量，比較左、中、右三個(gè)計(jì)算結(jié)果的數(shù)值，用其中最大的數(shù)值，作為評(píng)定該試件的圓度值。該檢測(cè)方法非常具有實(shí)用價(jià)值，并且簡(jiǎn)便易行，便于推廣。