減小高精度磨床整體磨具套筒加工誤差的方法及對策

支鋒，陳煥新，干雨，羅光耀，伏爭

（陜西秦川機械發(fā)展股份有限公司，陜西 寶雞 721009）

0 引 言

磨具是高精度磨床的核心部件，其精度直接影響零件的磨削質(zhì)量。磨具套筒又是高精度磨具的重要零件，其軸承安裝孔的圓柱度、內(nèi)孔粗糙度、前后端軸承安裝孔的同軸度、套筒安裝外圓對前后端軸承安裝孔公共軸線的同軸度、外圓肩面對前后端孔公共軸線的垂直度、前后端軸承安裝孔孔底的垂直度直接影響磨具的精度。本文主要圍繞套筒大幅降低加工誤差方法、提高加工精度的方案、加工中出現(xiàn)的一些現(xiàn)象以及產(chǎn)生的原因和解決措施進行闡述。

1 零件分析

1.1 零件簡圖（如圖1）

1.2 零件尺寸精度、形狀精度及位置精度的基本要求

圖1 整體模具套筒簡圖

1）右端φ110 孔（基準A）與軸承配合，配合公差≤0.004，圓柱度0.002，表面粗糙度為Ra0.4；

2）左端φ110 孔（基準B）與軸承配合，配合公差≤0.004，圓柱度0.002，表面粗糙度Ra0.4；

3）右端φ110 孔孔底與基準A、基準B 公共軸線垂直度0.004；

4）左端φ110 孔（基準B）與右端φ110 孔（基準A）同軸度φ0.005；

5）φ150 外圓右肩面與基準A、基準B 公共軸線垂直度0.005；

6）φ150 外圓（兩端100 mm 范圍內(nèi)）與磨具安裝架內(nèi)孔配合間隙，配合公差≤0.01，圓柱度0.002，表面粗糙度為Ra0.4；

7）2-φ150 外圓（兩端100 mm 范圍內(nèi)）同軸度φ0.002，兩端面垂直度0.005；

8）右端面與基準A 垂直度0.005；

9）左端面與基準B 垂直度0.005。

上述各項精度直接影響磨具靜態(tài)幾何精度、運動精度、溫升、噪聲及壽命等，同時影響磨具主軸靜態(tài)剛度。

序號7）精度作為精內(nèi)磨時的加工基準，直接影響內(nèi)孔加工精度。

1.3 工藝過程簡述

粗車→時效→精車→劃線→銑→鉆→粗外磨→粗內(nèi)磨→精外磨→精內(nèi)磨→拋光。磨具套筒精加工（即精內(nèi)磨、精外磨）在恒溫車間進行。

精磨基準外圓時，采用上芯軸兩頂方式磨削，此種方式首先要控制好兩頂尖的同軸度、兩中心孔的同軸度及中心孔和頂尖角度的一致性。上述三項精度可以人為干預(yù)，反復(fù)提高以滿足高精度外磨的要求。

精內(nèi)磨采用雙V 型形式，掉頭磨削兩端φ110 軸承安裝孔，以長外圓為基準加工短的內(nèi)孔，以縮小加工誤差，提高零件的加工精度。

1．4 零件加工過程中經(jīng)常出現(xiàn)的一些問題

1）軸承安裝孔圓柱度達不到要求；2）軸承安裝孔孔底垂直度達不到要求；3）兩端軸承安裝孔同軸達不到要求；4）表面粗糙度達不到要求。

1．5 產(chǎn)生的原因和解決措施

1）對于零件的精密加工，首先必須對機床和被加工零件進行熱平衡，一般的要求是機床空運轉(zhuǎn)2 h，零件在恒溫環(huán)境等溫2 h，待機床和零件均達到熱平衡后，再進行加工，以降低加工誤差和提高加工精度。

2）左端φ110 孔（基準B）對右端φ110 孔（基準A）同軸不好。

產(chǎn)生原因：①V 型夾具誤差。夾具安裝誤差；光墊塊不等高；光墊塊表面拉毛。②工藝基準誤差；V 型夾具定位外圓圓度不好；同軸度不好；定位外圓等大不好。

解決措施：①調(diào)整V 型夾具上兩個V 型的中心與臺面運動方向平行；研修光墊塊等高；研修光墊塊表面粗糙度滿足高精度內(nèi)磨的要求。②精化2-φ150 外圓圓柱度及同軸度以及2-φ150 定位外圓等大，以滿足達到2-φ110孔同軸的高精度要求。

3）右端φ110 孔孔底與基準A、基準B 公共軸線垂直度不好。

產(chǎn)生原因：①軸向限位圓環(huán)面跳動不好，產(chǎn)生零件軸向竄動；②軸向限位用鋼球磨損，產(chǎn)生軸向振動；③砂輪端面修整不好。

解決措施：①研修軸向限位圓環(huán)面，使環(huán)面跳動達到滿足孔底垂直度的要求；②更換有缺陷的軸線限位鋼球；③對砂輪端面進行特殊修整。

4）內(nèi)孔表面有花紋。

產(chǎn)生原因：砂輪不鋒利。

解決措施：按正確的修整方法修整砂輪。

5）內(nèi)孔粗糙度不好。

產(chǎn)生原因：①砂輪不鋒利、砂輪與被磨材料不匹配；②冷卻液過濾精度不達標；③過濾網(wǎng)已損壞或冷卻液更換周期太長。

解決措施：①選用與被磨材料相匹配的砂輪進行磨削，在提高光潔度階段可使用光磨砂輪進行；②更換為更高過濾精度的濾網(wǎng)；③更換濾網(wǎng)或定期更換冷卻液，使冷卻液保持相對的潔凈度。

6）內(nèi)孔產(chǎn)生錐面。

產(chǎn)生原因：砂輪軸線與工件軸向進給運動不平行。解決措施：調(diào)整砂輪軸線與工件軸向進給運動的平行度達到要求。

7）內(nèi)孔產(chǎn)生雙曲面。

產(chǎn)生原因：砂輪軸線與工件軸向進給運動不平行，且砂輪中心與工件中心不等高。

解決措施：調(diào)整砂輪軸線與工件軸向進給運動的平行度，調(diào)整砂輪中心與工件中心等高達到要求。

8）一端內(nèi)孔圓柱度達到要求精度，再磨削另一端內(nèi)孔時，圓柱度不好。

產(chǎn)生原因：由于磨削時砂輪縱向進給，內(nèi)孔外端永遠比里端多磨，故會產(chǎn)生外端大、里端小的情況。

解決措施：產(chǎn)生此種現(xiàn)象時，不允許對零件再進行調(diào)整，正確的做法是本工序再分粗、精磨，并對內(nèi)磨砂輪進行特殊的修形進行磨削，以滿足內(nèi)孔圓柱度的要求。

2 結(jié) 語

零件的精度直接影響產(chǎn)品的精度、穩(wěn)定性、壽命等，但是零件的誤差又是客觀存在的，故我們只能在零件加工過程中設(shè)法大幅減小誤差。本文闡述了工藝裝備的精度、工藝基準的精度對零件加工精度的重要影響，以及如何控制機床、夾具、操作方法等工序重要點，大幅降低誤差復(fù)映；同時還要關(guān)注環(huán)境及冷卻液對精密加工的影響。這些都是大幅減小零件加工誤差和提高加工精度的技術(shù)方案。