簡述螺紋磨床砂輪修整器的改造

廖朝伍

【摘 要】砂輪修整器是螺紋磨床中關(guān)鍵部件之一，其結(jié)構(gòu)直接影響了螺紋磨床的整體剛性和加工質(zhì)量以及使用壽命。文章簡述了Y7520W萬能螺紋磨床砂輪修整器的改造方法，介紹了滾柱導(dǎo)軌副的裝配和調(diào)整，以及砂輪磨具的裝配和調(diào)整。砂輪修整器改造效果良好，不僅縮短了維修工作時間，而且提高了生產(chǎn)效率。

【關(guān)鍵詞】改造；剛性；精度；滾柱導(dǎo)軌副；砂輪磨具

【中圖分類號】TG596 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】1674-0688（2016）01-0090-04

隨著公司的不斷發(fā)展壯大，設(shè)備已不能滿足生產(chǎn)需要，于是公司購進(jìn)了2臺二手Y7520W萬能螺紋磨床，隨機(jī)的砂輪修整器有以下幾個方面的不足。

（1）使用的是白剛玉砂輪，而白剛玉砂輪的修整所需的是金剛筆砂輪修整器。然而，我們公司買螺紋磨床回來加工的是硬質(zhì)合金工件，相應(yīng)使用的是金剛石砂輪，而金剛石砂輪需要碳化硅砂輪來修整，砂輪的材質(zhì)不同，不能用于砂輪修整。

（2）砂輪修整器導(dǎo)軌之間的滾動體是鋼球，鋼球在運(yùn)行的時候參加接觸面積的是線接觸，接觸面積太少，導(dǎo)軌面容易磨損，而且整個砂輪修整器在使用中不平穩(wěn)，振動大，修出的砂輪有波浪線，影響零件的加工精度和質(zhì)量。

（3）砂輪修整器的結(jié)構(gòu)過于復(fù)雜，疊加的零部件有點過多，疊加的零部件都是靠螺栓進(jìn)行緊固，沒有定位銷，所以砂輪修整器剛性差。

（4）導(dǎo)軌及其端頭沒有防護(hù)罩，修整砂輪和磨削工件時產(chǎn)生的灰塵和金屬鐵屑粉末飛濺入導(dǎo)軌槽中，加劇導(dǎo)軌的磨損?；谝陨蠋c，隨螺紋磨床購買回來的砂輪修整器是無法使用的，這就需要對砂輪修整器進(jìn)行改造。砂輪修整器的改造對整個公司來說是頭一次，沒有經(jīng)驗可鑒，筆者借鑒于數(shù)控機(jī)床滾柱導(dǎo)軌副的工作原理[1]提出了技術(shù)措施并進(jìn)行改造。

1 現(xiàn)有條件和技術(shù)要求

我們結(jié)合實際情況和現(xiàn)有的技術(shù)能力，決定充分利用這些舊備件（公司里保存有數(shù)控機(jī)床更換下來的滾珠絲杠副和滾柱導(dǎo)軌副以及砂輪磨具）對砂輪修整器進(jìn)行改造。要求改造后的砂輪修整器能作均勻地左右移動和均勻地前后移動，不得有卡滯現(xiàn)象，并且能夠靈活往返擺動90°，剛性要好，磨具軸徑向跳動≤0.004 mm，軸向竄動≤0.01 mm，砂輪磨具作左右直線運(yùn)動的直線度偏差≤0.02 mm，作前后直線運(yùn)動的直線度偏差≤0.02 mm，修整砂輪過程中要平穩(wěn)、振動小和響聲小，這樣才能滿足生產(chǎn)要求。

2 分析與測繪

因螺紋磨機(jī)床需要經(jīng)常修整砂輪，在修整過程中有不少砂輪灰，會隨著碳化硅砂輪和金剛石砂輪自身的旋轉(zhuǎn)離心力飛濺到砂輪修整器上，另外，在加工絲錐過程中也有少量硬質(zhì)合金粉末也因為離心力的作用飛濺到砂輪修整器上，硬質(zhì)合金粉塵很硬，會加劇砂輪修整器各零件的磨損。為了減小磨損延長各零件的使用壽命，凡是接觸并相互摩擦的零件都采用9SiCr材質(zhì)并淬火至55～62 HRC，表面光潔度加工至0.4μm。

對數(shù)控機(jī)床更換下來的滾珠絲杠副和滾柱導(dǎo)軌副以及砂輪磨具的形狀尺寸進(jìn)行測量并做好記錄，對機(jī)床上砂輪修整器所安放的位置空間進(jìn)行測量并做好記錄，對砂輪修整器在修砂輪時作左右移動的最大極限尺寸和前后移動的最大極限尺寸及擺動的最大極限角度進(jìn)行預(yù)測，對螺紋磨機(jī)床砂輪的中心高進(jìn)行測量，并依據(jù)此測量數(shù)值來確定改造后的砂輪修整器的砂輪磨具中心高，還要考慮和預(yù)測砂輪修整器的調(diào)整及維修空間。然后把所測得的尺寸進(jìn)行綜合分析，最后確定各零部件的具體形狀和尺寸，并繪制出加工圖紙，附上相關(guān)的技術(shù)要求，交給生產(chǎn)車間進(jìn)行加工制作。為保證各連接件有好的緊固力和整個砂輪修整器的剛性，此次重要緊固部位，如底座、導(dǎo)軌副、砂輪磨具、電機(jī)（底部隔放有防震動橡膠墊）固定等都采用了12.9級的內(nèi)六角螺栓打扭力進(jìn)行緊固。

3 裝配和調(diào)整

砂輪修整器的改造主要在于剛性和精度，其他的裝配在此不作論述說明。以下主要對縱向、橫向工作臺滾柱導(dǎo)軌副和砂輪磨具的修整裝配及調(diào)整方法介紹如下。

3.1 縱向工作臺

修整：將數(shù)控機(jī)床更換下來的滾珠絲杠副和滾柱導(dǎo)軌副進(jìn)行二次清潔，把滾珠絲杠切斷至160 mm，把2根固定導(dǎo)軌切斷至200 mm，然后把固定導(dǎo)軌切斷至200 mm，最后把2根滾柱條切斷至120 mm長。固定導(dǎo)軌、可調(diào)導(dǎo)軌和滾柱條外觀如圖1所示。

在此需要作如下提示：滾柱條不能和導(dǎo)軌一樣長，應(yīng)是所需最大工作行程的1/2～2/3為宜，即0.5～0.6 Lmax。如滾柱條和導(dǎo)軌一樣長，調(diào)整好的工作臺就會動不了；如滾柱條過短，當(dāng)工作臺行至另一端最大行程時，移動工作臺會形成一個較長的懸臂梁，降低剛性，甚至?xí)鹫駝?。檢查各固定導(dǎo)軌和可調(diào)導(dǎo)軌看是否有毛刺，如有則用細(xì)金相砂紙把其去除，然后用拋光機(jī)拋光；如有較深磨痕則上平面磨床進(jìn)行修整磨平，然后上拋光機(jī)進(jìn)行拋光。把修整好的導(dǎo)軌和滾柱條進(jìn)行最后清潔。導(dǎo)軌及滾柱條裝配和調(diào)整如圖2所示。

（1）先把固定導(dǎo)軌1放在底座左邊的定位臺上，并用手從左往右給固定導(dǎo)軌施加一水平力，讓固定導(dǎo)軌的右側(cè)面與底座左邊定位臺的左側(cè)面相貼緊，不讓兩者產(chǎn)生間隙，同時緊固M8螺釘4。緊固螺釘時應(yīng)注意，先把中間那顆螺釘稍微擰緊，然后分別以對稱的方式從中間起往兩端依次地把螺釘擰至30 N·m緊的程度，最后再次分別以對稱的方式從中間起往兩端依次地把螺釘以40 N·m的力矩擰緊。

（2）把固定導(dǎo)軌2放在底座右邊的定位臺上，并用手從右往左給固定導(dǎo)軌施加一水平力，讓固定導(dǎo)軌的左側(cè)面與底座右邊定位臺的右側(cè)面相貼緊，不讓兩者產(chǎn)生間隙，同時緊固M8螺釘2。緊固螺釘時應(yīng)注意，先把中間那顆螺釘稍微擰緊，然后分別以對稱的方式從中間起往兩端依次地把螺釘擰至30 N·m緊的程度，最后再次分別以對稱的方式從中間起往兩端依次地把螺釘以40 N·m的力矩擰緊。

（3）把移動工作臺向上旋轉(zhuǎn)90°，然后把可調(diào)導(dǎo)軌2緊貼于移動工作臺的右邊裝配處的下接觸面和和內(nèi)側(cè)面，同時緊固M8螺釘1，緊固螺釘時應(yīng)注意，先把中間那顆螺釘稍微擰緊，然后分別以對稱的方式從中間起往兩端依次地把螺釘擰至30 N·m緊的程度，最后再次分別以對稱的方式從中間起往兩端依次地把螺釘以40 N·m的力矩擰緊。

（4）把可調(diào)導(dǎo)軌1緊貼于移動工作臺的左邊裝配處的下接觸面和內(nèi)側(cè)面，同時稍微緊固M8螺釘3，然后分別以對稱的方式從中間起往兩端依次地先把螺釘擰至10 N·m緊的程度。

（5）把移動工作臺放平，讓可調(diào)導(dǎo)軌1和可調(diào)導(dǎo)軌2的“V”形面對準(zhǔn)底座安裝好的固定導(dǎo)軌1和固定導(dǎo)軌2的“V”形面，把工作臺從左往右推入并對齊兩端。

（6）用450 mm長的小撬棍把移動工作臺橇起，使可調(diào)導(dǎo)軌2的水平中心線與固定導(dǎo)軌2的水平中心線盡量在同一條線上，然后對工作臺從左往右施加一力，讓可調(diào)導(dǎo)軌2與固定導(dǎo)軌2產(chǎn)生最大的間隙，把滾柱條2推入2根導(dǎo)軌間隙中并居于導(dǎo)軌長度方向的中間位置。

（7）用450 mm長的小撬棍把移動工作臺橇起，使可調(diào)導(dǎo)軌1的水平中心線與固定導(dǎo)軌1的水平中心線盡量在同一條線上，然后對工作臺從右往左施加一力，讓可調(diào)導(dǎo)軌1與固定導(dǎo)軌1產(chǎn)生最大的間隙，把滾柱條1推入2根導(dǎo)軌間隙中并居于導(dǎo)軌長度方向的中間位置。

（8）把所有M5可調(diào)螺釘裝入移動工作臺左側(cè)的螺釘孔中，從中間調(diào)節(jié)螺釘開始，以對稱的方式往兩端把調(diào)節(jié)螺釘稍微預(yù)緊，使其與可調(diào)導(dǎo)軌1接觸受力，盡量用相同的力度均勻地調(diào)整調(diào)節(jié)螺釘。在調(diào)整過程中要輕輕地往復(fù)移動工作臺，當(dāng)感覺到工作臺在移動過程中沒有間隙時再把M8螺釘3擰至20 N·m后，此時再把調(diào)節(jié)螺釘以相同的方法擰至30 N·m，直至給工作臺從下往上和從左往右（或從右往左）施加50 N·m的力，沒有間隙而且工作臺在移動過程中均勻無死點感覺不緊時，再把M8螺釘3擰至40 N·m，最后把M5可調(diào)螺釘擰緊至10 N·m，此時縱向工作臺已調(diào)整完畢。調(diào)過程中分別要把移動工作臺往一端移動到極限位置，把千分表頭打到導(dǎo)軌上從相對的方向給工作臺施加100 N·m的力，其間隙≤0.002 mm即可。

3.2 橫向工作臺

橫向工作臺的修整、裝配和調(diào)整方法與縱向工作臺的方法相同，在此不重復(fù)進(jìn)行論述。

3.3 砂輪磨具

修整：把數(shù)控機(jī)床更換下來的砂輪磨具進(jìn)行拆卸和清潔（拆卸時也要注意力度，不能敲打，特別是配合和螺紋處要特別小心保護(hù)），檢查兩端拆下的內(nèi)背帽、外背帽、內(nèi)隔圈、外隔圈、套筒2及砂輪套筒本體內(nèi)腔是否有毛刺或碰傷點，如有則進(jìn)行修復(fù)。采用精度等級為P4的型號為7205的角接觸向心球軸承，并用丙酮（或煤油）把它們清洗干凈，然后涼干或用氣槍吹干（吹時不能讓內(nèi)、外圈作相對的運(yùn)動，避免因沒有隔圈而造成內(nèi)圈或外圈在旋轉(zhuǎn)中引起的軸向擺動，使?jié)L道損傷）。接下來將是軸承與隔圈的選配，現(xiàn)在常用的是測量法、計算法和感覺法三種。測量法雖然較準(zhǔn)確，但特別煩瑣和費時，而且還需要一定的測量儀器和設(shè)備；計算法最為準(zhǔn)確，但必須要知道軸承滾珠數(shù)目、滾珠與滾道的接觸角、滾珠直徑等相關(guān)參數(shù)才能進(jìn)行計算，有局限性；感覺法雖然有三種，但由于人的用力不均會有較大的誤差。由于本人修配的磨具較多，總結(jié)出一種輔助工具少而且程序相對簡單一些的感覺法。首先，把軸承的面朝下放于高精度平臺上，然后在其上面放同一規(guī)格且與內(nèi)圈分開的軸承外圈，再在軸承外圈上疊加2個同一規(guī)格的軸承，用手去旋轉(zhuǎn)被壓軸承的外圈感受阻力大小來判斷軸承游隙。以此方法分別感受每個軸承所受阻力大小，選出阻力相近的兩個軸承進(jìn)行配選隔圈，隔圈再用手指撥動感覺法來選配。以此來判斷隔圈端面是否需要研磨。此種方法比較適合于缺乏測量儀器和裝備的情況。

砂輪磨具裝配和調(diào)整如圖3所示。

（1）給各軸承注入潤滑脂量約為滾道腔體容積的2/3；牌號為NB52克魯勃潤滑脂，給軸表面和套筒腔體內(nèi)臂抹上適當(dāng)?shù)臐櫥汀?/p>

（2）把軸承和隔圈裝入套筒左端腔體內(nèi)并裝入軸，然后擰入左端內(nèi)圈背帽，讓其與軸承內(nèi)圈接觸受力。值得注意的是，左端軸承和右端軸承分別采用串聯(lián)排列（兩軸承的寬端面在一個方向，即朝外）安裝方式。但左端這一組軸承與右端這一組軸承卻形成了背對背的安裝方式，可增加其徑向和軸向的支承角度剛性，抗變形能力最大。

（3）擰入左端外圈背帽并擰緊。

（4）裝入套筒3和套筒2。

（5）裝入右端軸承和隔圈并擰入右端內(nèi)圈背帽，把其擰緊，在擰過程中分別給軸兩端錐面打表檢測，直至跳動≤0.004 mm，竄動≤0.01 mm為止。最后把砂輪磨具、帶輪、電機(jī)、手柄等全部裝到位即可。

改造裝配完成后，分別打表檢測砂輪軸兩端的徑向跳動都≤0.003 mm，軸向竄動≤0.005 mm，縱向工作臺和橫向工作臺的移動直線度分別都≤0.002 mm。把砂輪修整器開啟空運(yùn)行8 h，運(yùn)行過程中平穩(wěn)振動小、響聲小、剛性好、溫升很小。在修整砂輪過程中，砂輪相互摩擦聲連續(xù)清脆，修整出的金剛石砂輪直線度好、表面光潔度高，而且砂輪只需修一次就可以達(dá)到使用要求。已經(jīng)使用了3年多的砂輪修整器沒有出現(xiàn)不良現(xiàn)象，各相互運(yùn)動零件磨損量很小。

4 結(jié)語

事實證明，自主對萬能螺紋磨床砂輪修整器的改造是極為成功的，既提高了修整砂輪的效率，又消除了改造前砂輪修整過程中振動大引起的非正常損耗，減少了砂輪使用量，為生產(chǎn)贏得了時間，為公司節(jié)約了成本，值得在公司里推廣，可為其他砂輪修整器的改造提供可靠的技術(shù)借鑒經(jīng)驗。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]張普禮.機(jī)械加工設(shè)備[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1999.

[2]孫庚午.機(jī)修鉗工手冊[M].鄭州：河南科學(xué)技術(shù)出版社，2003.

[3]楊申仲.現(xiàn)代設(shè)備管理[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2012.

[4]張景學(xué).機(jī)械原理與機(jī)械零件[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2011.

[責(zé)任編輯：陳澤琦]