無(wú)心支承偏心量快速調(diào)整方法

王玉峰，張振林，梁鵬舉，史乃軍

(1.濮陽(yáng)貝英數(shù)控機(jī)械設(shè)備有限公司，河南 濮陽(yáng) 457000；2.濮陽(yáng)市科學(xué)與技術(shù)協(xié)會(huì)，河南 濮陽(yáng) 457000)

1 無(wú)心支承的應(yīng)用

磨削是軸承加工中的核心環(huán)節(jié)，占據(jù)了主要的生產(chǎn)時(shí)間與成本，因此，磨削質(zhì)量和生產(chǎn)效率至關(guān)重要。工件支承方式和調(diào)整是軸承套圈磨削過(guò)程中的一個(gè)關(guān)鍵要素，采用無(wú)心支承研磨是生產(chǎn)套圈最常見(jiàn)的技術(shù)。無(wú)心支承磨削套圈有諸多優(yōu)勢(shì)：1)生產(chǎn)效率較高，能配置自動(dòng)上料機(jī)構(gòu),易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化；2)套圈在無(wú)夾緊應(yīng)力狀態(tài)下進(jìn)行磨削，不需要夾緊，磨削后幾乎沒(méi)有變形；3)因?yàn)闆](méi)有夾具隨工件軸同軸回轉(zhuǎn)，工件軸的徑向跳動(dòng)對(duì)套圈的回轉(zhuǎn)精度影響較小，工件的回轉(zhuǎn)精度主要取決于支承定位的外圓基面，所以完全有可能研磨出比機(jī)床自身主軸更好的精度(圓度)。但是，無(wú)心支承偏心的最佳位置調(diào)整(偏心量與方向的選擇)通常需要多次嘗試，較為麻煩；對(duì)操作人員的經(jīng)驗(yàn)技術(shù)要求較高。如果在停機(jī)狀態(tài)下調(diào)整支承，將降低批量生產(chǎn)中機(jī)床的整體效率，因此，如何減少無(wú)心支承偏心量調(diào)整時(shí)間，成為提高工作效率的關(guān)鍵。

2 機(jī)外預(yù)調(diào)法

機(jī)外預(yù)調(diào)的主要特點(diǎn)是：將機(jī)床的無(wú)心支承部分(上支承、下支承和支承板)作為一個(gè)整體加工2套，一套用于機(jī)內(nèi)加工，另一套放在機(jī)外專門用于偏心量設(shè)置。當(dāng)需要更換加工型號(hào)時(shí)，首先在機(jī)外按照準(zhǔn)備加工的套圈設(shè)置好偏心量大小和方向，停機(jī)時(shí)，只需要把機(jī)內(nèi)無(wú)心支承部分整體取出，將機(jī)外的支承部分整體安裝到機(jī)內(nèi)即可，省去了在停機(jī)狀態(tài)下調(diào)整設(shè)置偏心量的時(shí)間。這種方法應(yīng)用的關(guān)鍵點(diǎn)在于，如何保證作為一個(gè)整體的支承部分在機(jī)外設(shè)置的偏心量和偏心方向在被移置到機(jī)內(nèi)后不發(fā)生變化或者說(shuō)變化量很小。較為理想的方法是：利用定位模板保證機(jī)內(nèi)支承部分的安裝位置相對(duì)于機(jī)床工件軸支承端面回轉(zhuǎn)中心的三維坐標(biāo)尺寸與機(jī)外支承部分安裝位置相對(duì)于機(jī)外預(yù)調(diào)底板上模擬機(jī)床工件軸支承端面回轉(zhuǎn)中心的三維坐標(biāo)尺寸完全相同。

機(jī)內(nèi)無(wú)心支承和機(jī)外預(yù)調(diào)無(wú)心支承分別如圖1、圖2所示，機(jī)內(nèi)無(wú)心支承與機(jī)外預(yù)調(diào)的無(wú)心支承部分整體可完全互換。

1—上支承；2—支承板；3—下支承；4—定位架圖1 機(jī)內(nèi)無(wú)心支承結(jié)構(gòu)示意圖

1—偏心調(diào)節(jié)桿；2—偏心軸；3—支承塊；4—標(biāo)準(zhǔn)圈；5—支承頭；6—上支承；7—下支承；8—支承板；9—定位架；10—預(yù)調(diào)底板圖2 機(jī)外預(yù)調(diào)無(wú)心支承結(jié)構(gòu)示意圖

機(jī)外設(shè)置偏心量，停機(jī)時(shí)間短，效率較高，適用于支承部分重量較輕、人工更換較為方便的場(chǎng)合。但是對(duì)機(jī)外偏心量設(shè)置、調(diào)整人員的經(jīng)驗(yàn)要求較高，且需要定期校驗(yàn)機(jī)外預(yù)調(diào)無(wú)心支承定位面與機(jī)床內(nèi)部無(wú)心支承定位面的一致性，成本較高。

3 機(jī)內(nèi)偏心樣圈快速調(diào)整法

機(jī)內(nèi)偏心樣圈快速調(diào)整法是按照待加工套圈的實(shí)際外形尺寸加工一個(gè)樣圈(圖3)，相對(duì)樣圈的外圓支承面在樣圈定位面上加工一個(gè)偏心孔。根據(jù)實(shí)際需要設(shè)計(jì)合適的偏心量，套圈內(nèi)表面磨削時(shí)，偏心方向可以選擇在1點(diǎn)鐘方向，偏心量主要考慮套圈的大小及壁厚，一般選擇為0.3～0.8 mm(圖4a)；套圈外表面磨削時(shí)，偏心方向可以選擇在4點(diǎn)鐘方向，偏心量主要考慮套圈大小、壁厚和磨削余量，一般選擇為0.4～1.0 mm，在外端面上標(biāo)記偏心的方向(圖4b)。更換加工型號(hào)時(shí)，通過(guò)定位銷軸將偏心樣圈的偏心孔軸線與機(jī)床的工件軸軸線重合，偏心樣圈的端面與用于工件定位的端面支承貼合；再將偏心方向調(diào)整到需要的位置；然后分別將上、下支承貼合到偏心樣圈的支承面上，鎖緊上、下支承壓緊螺釘；最后將定位銷軸取出并移走偏心樣圈，無(wú)心支承調(diào)整結(jié)束。整個(gè)調(diào)整過(guò)程簡(jiǎn)單、快速，不需要反復(fù)驗(yàn)證支承位置。

1—工件軸中心；2—樣圈外圓中心；3—樣圈最大偏心方向標(biāo)記；4—上支承；5—下支承；6—套圈端面支承；7—偏心樣圈；8—定位銷軸圖4 機(jī)內(nèi)偏心樣圈快速調(diào)整方法示意圖

圖3 偏心樣圈結(jié)構(gòu)示意圖

通過(guò)機(jī)內(nèi)樣圈設(shè)置偏心量，停機(jī)時(shí)間短，效率更高，適用于支承部分重量較重、人工更換不方便的場(chǎng)合；不需要機(jī)外設(shè)置偏心量，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單方便，成本較低；但對(duì)機(jī)內(nèi)設(shè)置偏心量的人員有較高經(jīng)驗(yàn)要求。