MKD7675數(shù)控雙端面磨床上料機(jī)構(gòu)的改進(jìn)設(shè)計(jì)

葉亞飛，賈文利，張中元，杜志國(guó)

(1.洛陽(yáng)軸承研究所有限公司，河南 洛陽(yáng) 471039；2.河南省高性能軸承技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，河南 洛陽(yáng) 471039；3.滾動(dòng)軸承產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟，河南 洛陽(yáng) 471039；4.布勒設(shè)備(西安)有限公司，西安 710018)

套圈端面磨削作為套圈加工的首道工序在軸承加工中占有極其重要的地位，常見(jiàn)套圈端面磨床有M7475B，MG7340和MKD7675等。MKD7675往復(fù)式數(shù)控雙端面磨床是一種高精度軸承專(zhuān)用磨床，主要用于磨削加工軸承內(nèi)、外套圈及滾子等零件的端面。該型號(hào)機(jī)床具有如下特點(diǎn)[1]：

1)砂輪的進(jìn)給、補(bǔ)償采用交流伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)滾珠絲杠，進(jìn)給、補(bǔ)償準(zhǔn)確，磨削精度高。

2)砂輪主軸采用恒力重載荷預(yù)緊，主軸軸向剛性好。

3)2個(gè)砂輪主軸部件采用小雙V形導(dǎo)軌副，支承剛性好，進(jìn)給運(yùn)動(dòng)靈活，響應(yīng)靈敏度高。

4)砂輪磨損后采用擺臂雙點(diǎn)一次修整的形式，修整擺臂可無(wú)級(jí)調(diào)速，使用和操作方便。

5)砂輪驅(qū)動(dòng)采用變頻調(diào)速電動(dòng)機(jī)，可實(shí)現(xiàn)差速磨削。

正是基于這些特點(diǎn)，MKD7675磨削套圈端面精度高，且能有效糾正套圈特別是薄壁類(lèi)軸承套圈及其圓環(huán)類(lèi)零件的端面翹曲，因而在軸承行業(yè)廣泛應(yīng)用。

1 存在的問(wèn)題

MKD7675的主要技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表1，其上料機(jī)構(gòu)的原始結(jié)構(gòu)由送料盤(pán)、料盤(pán)套(組件)、料盤(pán)連接環(huán)、滾輪和轉(zhuǎn)軸等組成，如圖1所示。

圖1 機(jī)床原上料機(jī)構(gòu)

機(jī)床調(diào)整時(shí)，將上料機(jī)構(gòu)水平安裝在上料機(jī)構(gòu)主軸上，用螺釘與上料機(jī)構(gòu)主軸連接。選擇與被加工套圈外徑尺寸相應(yīng)的料盤(pán)套(組件)安裝在送料盤(pán)上。

表1 MKD7675磨床技術(shù)參數(shù)

機(jī)床磨削加工過(guò)程為：左右2個(gè)砂輪主軸在變頻調(diào)速電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)下高速旋轉(zhuǎn)，將被加工套圈放入料盤(pán)套內(nèi)，并由擋料板定位，通過(guò)上料機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)將上料機(jī)構(gòu)推送至磨削區(qū)域，左右砂輪同時(shí)磨削套圈2個(gè)端面；與此同時(shí)，上料機(jī)構(gòu)在砂輪主軸進(jìn)給的垂直方向作水平往復(fù)直線(xiàn)振蕩，磨削結(jié)束后，上料機(jī)構(gòu)退出磨削區(qū)域，并取下套圈；上料機(jī)構(gòu)在驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的作用下順時(shí)針旋轉(zhuǎn)180°，然后再放入被加工套圈，依此重復(fù)上述磨削循環(huán)過(guò)程。

由于原上料機(jī)構(gòu)的限制，當(dāng)工件直徑小于φ150 mm或工件寬度小于40 mm時(shí)機(jī)床不能使用，磨削范圍窄，且上料機(jī)構(gòu)更換頻繁。與此同時(shí),軸承寬度為6～15 mm的薄壁軸承加工和應(yīng)用越來(lái)越多,為充分發(fā)揮MKD7675數(shù)控雙端面磨床的優(yōu)點(diǎn)，在滿(mǎn)足機(jī)床加工精度的前提下，將上料機(jī)構(gòu)的送料盤(pán)和料盤(pán)套(組件)進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì)，以滿(mǎn)足不同套圈外徑和高度尺寸的加工要求，擴(kuò)大機(jī)床使用范圍。

2 改進(jìn)設(shè)計(jì)

MKD7675上料機(jī)構(gòu)的改進(jìn)設(shè)計(jì)主要從以下3個(gè)部分進(jìn)行。

2.1 送料盤(pán)

由圖1可知, 原送料盤(pán)為一整塊長(zhǎng)板，尺寸為1 290 mm×550 mm×12 mm，長(zhǎng)板加工難度大，且熱處理后特別容易產(chǎn)生翹曲和變形；當(dāng)軸承的寬度小于12 mm時(shí)套圈不能磨削加工。因此，改進(jìn)上料機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，將送料盤(pán)整體結(jié)構(gòu)改為分體結(jié)構(gòu)，由兩半送料盤(pán)分別加工組合而成，通過(guò)螺釘與料盤(pán)連接環(huán)緊固連接。改進(jìn)后單個(gè)送料盤(pán)的尺寸為650 mm×550 mm×7 mm。

改進(jìn)不僅減小了送料盤(pán)的厚度，減輕了重量，降低了送料盤(pán)的加工難度，而且兼顧了被加工套圈的寬度尺寸，擴(kuò)大了機(jī)床使用范圍，最終該機(jī)床可磨削的最小套圈寬度為7.3 mm。

2.2 料盤(pán)套(組件)

原料盤(pán)套(組件)作為更換件安裝在送料盤(pán)上，由于采用定位支承固定，不可調(diào)整，因而不同外徑尺寸的套圈需要配置不同尺寸的料盤(pán)套。原料盤(pán)套適合大批量生產(chǎn)，對(duì)多品種、小批量軸承生產(chǎn)，料盤(pán)套更換附件多、頻繁、麻煩，加工成本增加，生產(chǎn)效率低。因此，對(duì)料盤(pán)套進(jìn)行結(jié)構(gòu)改進(jìn)設(shè)計(jì)，將送料盤(pán)和料盤(pán)套(組件)合二為一(圖2)，簡(jiǎn)化了機(jī)械結(jié)構(gòu)。根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)需求，最后確定料盤(pán)套的開(kāi)孔尺寸為φ295 mm。

圖2 改進(jìn)后的組合送料盤(pán)

2.3 支承板

改進(jìn)后送料盤(pán)和料盤(pán)套成為組合件，支承板安裝在送料盤(pán)上，由2個(gè)回轉(zhuǎn)支承點(diǎn)和1個(gè)固定支承點(diǎn)形成的3個(gè)支承組成。對(duì)支承板設(shè)計(jì)的具體要求是：既要保證套圈在磨削過(guò)程中的定位可靠，又要保證適應(yīng)不同尺寸段的軸承套圈(支承點(diǎn)可調(diào)整)。對(duì)于其中的2個(gè)回轉(zhuǎn)支承點(diǎn)將套圈原來(lái)的定位方式由滾動(dòng)滑輪改為滾動(dòng)軸承支承定位，降低了磨削中套圈的摩擦阻力，使套圈在磨削運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)平穩(wěn)，避免因套圈卡滯帶來(lái)磨削精度的降低；同時(shí)為了適應(yīng)套圈的尺寸范圍，加長(zhǎng)了支承板長(zhǎng)度，板上設(shè)計(jì)了長(zhǎng)孔槽，支承板安裝在送料盤(pán)的導(dǎo)向凹槽內(nèi),移動(dòng)調(diào)節(jié)更方便。改進(jìn)后支承板結(jié)構(gòu)如圖3所示。

圖3 改進(jìn)后的支承板結(jié)構(gòu)

2.4 改進(jìn)后上料機(jī)構(gòu)

改進(jìn)后的整體上料機(jī)構(gòu)如圖4所示，MKD7675磨床更換調(diào)整2套支承板的加工范圍分別為：外徑φ85～205 mm，寬度B≥7.3 mm和外徑φ155～275 mm，寬度B≥7.3 mm。

3 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)對(duì)MKD7675結(jié)構(gòu)及性能進(jìn)行分析，對(duì)原上料機(jī)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì)，將送料盤(pán)和料盤(pán)套(組件)合二為一，減少了工裝種類(lèi)，降低了送料盤(pán)的加工難度。經(jīng)過(guò)磨削加工試驗(yàn)，改進(jìn)后的上料機(jī)構(gòu)安裝及調(diào)整方便，磨削精度高，更換附件少，滿(mǎn)足了預(yù)期的使用要求,實(shí)踐證明改進(jìn)是合理、有效的。

圖4 改進(jìn)后的上料機(jī)構(gòu)