馮金冰

（淮安信息職業(yè)技術學院，江蘇淮安 223003）

3MZ329B超精研機油石加壓系統(tǒng)的改造

馮金冰

（淮安信息職業(yè)技術學院，江蘇淮安 223003）

通過對3MZ329B超精研機加工過程的分析，對機床的油石加壓系統(tǒng)進行改造，提高了生產(chǎn)效率。

超精研 加工 軸承 壓強

3MZ329B全自動球軸承外圈溝道超精研機是用于加工球軸承外圈溝道的重要設備，機床設備性能的優(yōu)劣直接影響到軸承質(zhì)量和壽命。

超精研加工是一種靠固結(jié)磨粒壓力進給的精整加工。它是將微細磨粒和低強度結(jié)合劑制成的油石加壓在待加工表面上作微小的振動，在油石與工件的接觸表面上，加注大量適當粘度的油液，油石相對工件作低速圓周運動。油石壓力大小和振動頻率直接影響軸承溝道的粗糙度和圓度，對軸承質(zhì)量和壽命也起著重要的影響。

超精研加工是深溝球軸承精加工中的最后一道工序，它直接影響著軸承成品質(zhì)量的優(yōu)劣。以萊必泰為代表的軸承生產(chǎn)商在上個世紀90年代推出的3MZ329B機床代表了國內(nèi)當時全自動軸承專用數(shù)控磨床的先進水平。按軸承行業(yè)TS16949標準，這種機床一次超精產(chǎn)品合格率只有70% ～80%，許多產(chǎn)品需要二次超精研或多次超精研。這大大影響了生產(chǎn)效率，提高了生產(chǎn)成本。本文在現(xiàn)有的條件下，本著節(jié)約成本、方便快捷的原則，介紹了3MZ329B超精研機的改造過程。

1 超精研加工的工作過程

超精研加工油石的加壓多采用彈簧壓力和空氣壓力。超精研加工過程一般分四個階段：

（1）強烈切削階段。工件表面粗糙尖峰與油石表面相接觸時接觸應力很大，使磨粒破碎自銳，切削作用強烈。

（2）正常切削階段。幾秒鐘后，工件粗糙層被磨除，即進入正常切削階段，油石表面已無黑色切屑附著，但切削仍在繼續(xù)。

（3）研磨過渡階段。磨粒自銳減少，磨粒刃棱被磨平，切屑氧化物開始嵌入油石空隙，磨粒粉末堵塞油石氣孔，使磨粒只能微弱切削，伴有擠壓和研光作用，這時工件表面粗糙度值很快減小，油石表面有黑色切屑氧化物附著。

（4）停止切削研磨階段。油石和工件相互摩擦已很光滑，接觸面積大大增加，壓強下降，磨粒已不能穿破油膜與工件接觸，當支撐面的油膜壓力與油石壓力相平衡時，油石被浮起，其間形成油膜，這時已不起切削作用。這個階段為超精研加工所特有的。

2 改造方案的提出

超精研加工中工藝參數(shù)有：最大切削角，油石的振動頻率及振幅，工件的圓周線速度，油石的壓強，縱向進給量，切削液。通過對超精研原理及其加工過程的分析可以知道，油石的振動頻率及振幅和油石壓強是超精研加工的重要工藝參數(shù)，在不同的加工階段，應該采用不同的振動頻率和壓強。工藝參數(shù)中，最大切削角、工件的圓周線速度、縱向進給量及切削液都易改變，通過適當?shù)恼{(diào)整都可以找到合適的數(shù)值，只有油石的振動頻率和油石壓強由于機床自身的結(jié)構，不能使粗超和精超油石壓強及振動頻率分開可調(diào)。3MZ329B型機床加工分粗超段和精超段，但粗超段和精超段油石的振動頻率和油石壓強基本沒有什么變化。根據(jù)現(xiàn)有條件提出了對機床的改造方案，把控制油石壓力和振動頻率的部分進行結(jié)構改造，以達到使粗超段和精超段油石壓強分開并各自可調(diào)的目的。

3 改造內(nèi)容

（1）3MZ329B型超精研機有左右兩個擺頭，兩個擺頭由同一臺電動機帶動?，F(xiàn)把工作臺稍加改動，再增加一臺電動機。兩臺電動機都采用日本春日公司生產(chǎn)的交流變頻器控制，均采用兩段速度控制方式。變頻器接線如圖1。

（2）對氣壓系統(tǒng)的改造。改造前油石加壓原理結(jié)構如圖2。改造后的油石加壓氣壓原理結(jié)構如圖3。

（3）梯形圖程序的改進。根據(jù)硬件結(jié)構的改進，在程序上做相應的變化。3MZ329B型超精研機采用歐姆龍CQM1系列PLC，輸入輸出繼電器還有多個未用。而根據(jù)硬件方面的改造及動作要求，只需增加兩個輸出點即可，控制程序梯形圖改進如圖4。

4 結(jié)語

本改進從工藝參數(shù)入手，首先分析3MZ329B超精研機超精研加工的工藝參數(shù)，考慮改變工藝的可能性。經(jīng)過分析，在機床原有的條件下可以改變除油石振蕩頻率和油石壓強以外的其他工藝參數(shù)。在改變除油石壓強和油石振蕩頻率外的其他工藝參數(shù)效果不大的情況下，考慮改變油石壓強和油石振蕩頻率的可能性。

改造后經(jīng)過一個多月的生產(chǎn)實踐，一次超精研產(chǎn)品檢驗合格率在85%以上，達到提高生產(chǎn)效率的效果。

［1］李伯民、趙波.現(xiàn)代磨削技術［M］.北京：機械工業(yè)出版社，2003：287－288.

［2］春日變頻器使用手冊

［3］CQM1 PLC編程手冊

作者：馮金冰，男，1980年生，工學碩士，教師，研究方向為數(shù)控機床故障診斷與維修。

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Transformation of 3MZ329B Superfinishing Machine Whetstone Pressure System

FENG Jinbing
（Huaian College of Information Technology，Huai’an 223003，CHN）

Through the analysis of 3MZ329B superfinishing processing process，transforms the whetstone pressure system，and improves the productivity.

Superfinishing；Bearing；Pressure

（編輯 孫德茂） （

2010－02－27）

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