差速双端面磨床磨削量的测量及工艺调整

师燚

(甘肃海林中科科技股份有限公司 ，甘肃 天水 741018)

1 磨削量的测量

差速双端面磨床加工圆锥滚子轴承外圈时，经常出现外圈大端面留有车加工痕迹的现象，严重制约了产品质量的提高。一方面无法有效消除大端面在热处理工序产生的表面脱碳层，使端面的耐磨性大大降低，同时，前工序的一些表面缺陷(如车刀痕、折叠裂纹等)也无法消除，大大影响了加工质量；另一方面，磨加工中的加工精度无法得到有效保证，会增加后工序的加工难度。

为了更加有效地消除这种质量缺陷，提高成品外圈的整体质量水平，必须对两端面的磨削量分别进行定量测量。对大、小两端面同时进行磨削的双端面加工，若采用常规的两端面互为测量基准的方法，无法测量出单边磨削量。因此，采用带凸缘的外圈进行测量试验，以凸缘端面作为测量基准，通过分别测量大、小端面至凸缘端面的高度降低值，间接获得大、小端面的具体磨削量。

以小端面带凸缘的29620AB(英制)外圈为例，分别对大、小端面的磨削量进行了间接测量，测量得出大端面的平均磨削量仅为0.07 mm，而小端面的平均磨削量则为0.18 mm，无法保证等量分配磨削量的工艺要求，导致在大端面残留有前工序的表面缺陷痕迹。

2 工艺调整方法

圆锥滚子轴承外圈有较大的接触角，导致两端面的面积差异较大，在差速双端面磨床上同时加工两端面时，要保证两端面的加工量相等最简单易行的方法是调整左、右两个砂轮的转速。金属磨削原理指出，金属去除率和磨削压强与砂轮转速近似成正比；而在双端面磨削中，磨削面积和磨削时间一定时，磨削余量和金属去除率成正比。因为在同时磨削两端面时，套圈两端面受到相同的轴向压力，大端面承受的压强小，而小端面承受的压强大，为使两端面磨削余量相等，就必须使磨大端面的砂轮转速高于磨小端面的砂轮转速。根据以上磨削原理，推导出的计算式为

(1)

式中：ΔC1，S1，n1分别为大端面的磨削量、有效面积及磨头转速；ΔC2，S2，n2分别为小端面的磨削量、有效面积及磨头转速；F为磨削套圈大、小端面时砂轮承受的方向相反、大小相同的轴向力。

当两端面的磨削量相等时，ΔC1=ΔC2，则(1)式变为n1/n2=S1/S2，即砂轮转速与有效面积成正比。也就是说磨削大端面的砂轮转速要比磨削小端面的砂轮转速高，依据大、小端面的有效面积之比来确定砂轮转速。具体的调整方法为：套圈的大端面采用不可调整的恒转速磨头进行磨削，而小端面则采用可调整的无级变速磨头进行磨削，小端面磨头转速仅为大端面恒速磨头转速的S2/S1倍，即n2=n1S2/S1。

3 结束语

依据上述方法对磨削小端面的砂轮转速进行了调整，并对大、小端面的磨削量进行了测量，测量后发现两端面的磨削量仅相差0.02 mm，小于工艺要求的最大差值(0.04 mm)。同时，对端面磨削后的产品进行外观检测，两端面均未发现前工序残留的加工痕迹，也未检测出热处理后残留的脱碳层，质量改进取得了理想的效果。