试论如何提升普通外圆磨床加工精度

苑振江

摘 要：在机械加工过程中，工艺方法对于加工精度的保证有着重要的作用。本文对普通外圆磨床的加工精度提升提出一些建议与方法，供同行参考。

关键词：经济；磨削；外圆磨床；加工精度；普通；提升；措施

1.引言

随着我国经济社会的发展，在现代工程项目中需要的材料质量越来越高。对于目前大型工程设备而言，可以由经验丰富的技师加工得到的粗糙度会达到0.02-0.04μm，精度可以达到四至五级。 这些工件的制作环境要求相对较高，一般的普通设备难以完成，所以需要精度高的磨床或加工中心来完成。但目前大多数机械加工企业并没有具有加工中心的经济实力，在面对高精度的加工要求时，难以应付，通过一些普通的设备磨床难以制作出高精度、低表面粗糙度的工件。就普通外圆磨床而言，通过大量经验的积累，通过一定的调试与检修，也同样可以达到提高精度的效果，在实际的应用中大大降低了生产成本，提高收益。

2.普通外圆磨床加工原理

外磨圆床加工主要是利用圆形磨具对工件进行高速打磨形成一定的表现粗糙度。砂轮的表面上会有很多高度相同的微小利刃，这些细小的刃可以把工件表面上的微观尺寸形状的余量，在高速切削过程中，磨粒将会承载很大的应力，同时由于高温和高压的双重作用，普通磨粒将会发生磨损甚至崩裂，这时切削刃高度不同，得到的表面粗糙度也会有所不同。[1]要想获得更高的磨削精度，一般采用人造金刚石等具有较高硬度的磨料砂轮。由于大量高度相同的极细微粒会在工件上留下切削痕迹，表面粗糙度自然会很低，加上抛光与压光的作用，粗糙度值将会进一步降低。

3.提升加工精度方法

3.1.磨床的检修

首先是磨床的导轨需要进行检测与修刮。床身的导轨是一个非常重要的部件，通过导轨设备的砂轮可以进行前后滑动进给，它对于垂直面的直线误差可以对零件产生精度影响。由于床身的砂轮中心与工件本身的中心存在着极小的高度差，同时在工件与砂轮半径都很大的前提下，工件磨削直径的变化率是很低的，所以在垂直面内，床身的导轨直线度对零件的直接影响不高。V型导轨经过专业的校正与调整后，在垂直面的长度误差低于0.01mm，砂轮架的平导轨在检修后，对V导轨在所有平行面长度误差不高于0.02mm/m。在床身的主轴颈上涂上一定的颜色，与轴瓦转研，刮研表面后，保持接触点在每625mm?内有12至14个点。[2]在安装调整时，要保持砂轮主轴与轴瓦间的空隙保持在一定的范围之内，经验数据表明在0.0025至0.005mm之间，此种间隙主要是为了避免工件产生棱圆的现象。

在磨床高速运转的过程中，任何一点质量偏差都有可能会导致很高的离心力，同时这种不平衡也会引进工作台产生异常噪音，振动的电机将会对磨削的表面粗糙度精度产生重要影响。将砂轮与电机连接在一起的皮带轮需要进行校正，保持系统的平衡。砂轮的形状非正圆、密度不均与砂轮偏心安装现象等，都会造成振动或其他的运转异常，从而导致砂轮的运转不平衡，在高速运转过程中就会产生振动，这种振动是非常致命的，极大地影响了切削质量，甚至有可能会导致磨床损坏或砂轮破裂等。目前多数的国内外数控磨床上都会有动平衡仪，目的就是为了实现系统的稳定，保持质量可靠。[3]

3.2.砂轮维护

砂轮是外圆磨床最重要的部件之一，它的质量将决定着磨削的精度。需要定期对砂轮进行修整，在修整时，需要分几个步骤进行，首先要对其横向的进给量进行关注，吃刀分为精磨与细磨，在精磨时，吃刀深度最好保持在0.01至0.03mm，纵向进给量不宜太低，最好保持为0.4m/s，在细磨时，吃刀深度要相对降低一个层次，同时保持纵向进给量降低一半。在对两个重要的参数进行明确后，需要对光磨进行处理。目前由于使用普通砂轮只能够达到Ra0.4-0.8μm的表面粗糙度已经是非常困难的事情了，如果想要达到Ra0.02-0.04μm，需要对砂轮进行精修与细修。[4]

在精修时，目前多数企业采用的方法是采用专业的金刚石笔以较低的进给量进行精修，通过这种方法可以创造出更多的等高微刃，在精修时，要保持修整器安装正确，进给量保持在每次5μm，纵向进给采用最低的速度。如果这时产生的声音正常，则表明修整正常，出的声音高低不平，则需要检查工作台是否正常，是否冷却，进而进行一定的调整。最后进行细修，油石需要与砂轮圆周表面平行，通过轻微碰触的方式慢慢做竖向移动。

4.磨削量应用

砂轮经过修整之后，表面看起来效果不错，但在实际的应用效果中却不一定得到完美的结果。这时它的切削能力相对会差一些，随着竖向进给提高，工件非常容易产生严重烧伤的问题，如果纵向进给量低的话同会非常慢，所以需要在开始磨削阶段，采用相对大一些的进给量，纵向进给量保持在0.25-0.5mm/r，过后通过0.08-0.225mm/r的进给增大处理。[5]

以上对于一般的精度而言，对于越来发挥多的超精度磨削，首次进给时，一般采用横向进给量为0.0025-0.005mm/往复行程，此举主要为了避免进刀太大的话造成烧伤或破坏微刃的影响。光磨次数增多后，工件表面的粗糙度将会不断降低，但在几个行程过后，工件表面的粗糙度就降低幅度不断变小，一般采用五六个行程就可以达到Ra0.03-0.025μm。

5.外圆磨床加工注意事项

在外圆磨床时需要注意，如果环境温度高，需要消除热变形，避免工件受热膨胀影响质量；如果出现后毛现象时，需要刷掉砂轮表面的浮砂；工件部分烧伤，是因为冷却液不及时充分，需要增大用量；工件表面出现波纹，多是由于主轴松动、电机振动引起，需要进行固定。[6]

6.结语

受硬件条件限制，在没有先进设备的条件下，采用普通外圆磨床进行加工磨削时，如果采用合理的工艺与维护流程，同样也可以达到一定的高精度要求。这对于加工企业而言是十分重要的，在不增加大量设备成本的基础上还能够实现技术指标，将会大大提高企业的生产效益。随着经济的发展，技术力量的不断进步，在普通外圆磨床加工过程中，将会有更多的创新工艺技术应用，促进我国工件磨削加工技术的进步，保持质量可靠稳定。

参考文献：

[1]陈建.浅谈提高普通外圆磨床加工精度的方法[J].精密制造与自动化，2010，02：50-53.

[2]陈波.美国用普通外圆磨床加工超精度、低粗糙度轴颈的简易工艺措施[J].机电国际市场，2000，02：41-43.

[3]蒋永翔.高精密外圆磨削系统动态优化研究[D].山东大学，2007.