无心支承偏心量快速调整方法

王玉峰，张振林，梁鹏举，史乃军

(1.濮阳贝英数控机械设备有限公司，河南 濮阳 457000；2.濮阳市科学与技术协会，河南 濮阳 457000)

1 无心支承的应用

磨削是轴承加工中的核心环节，占据了主要的生产时间与成本，因此，磨削质量和生产效率至关重要。工件支承方式和调整是轴承套圈磨削过程中的一个关键要素，采用无心支承研磨是生产套圈最常见的技术。无心支承磨削套圈有诸多优势：1)生产效率较高，能配置自动上料机构,易于实现自动化；2)套圈在无夹紧应力状态下进行磨削，不需要夹紧，磨削后几乎没有变形；3)因为没有夹具随工件轴同轴回转，工件轴的径向跳动对套圈的回转精度影响较小，工件的回转精度主要取决于支承定位的外圆基面，所以完全有可能研磨出比机床自身主轴更好的精度(圆度)。但是，无心支承偏心的最佳位置调整(偏心量与方向的选择)通常需要多次尝试，较为麻烦；对操作人员的经验技术要求较高。如果在停机状态下调整支承，将降低批量生产中机床的整体效率，因此，如何减少无心支承偏心量调整时间，成为提高工作效率的关键。

2 机外预调法

机外预调的主要特点是：将机床的无心支承部分(上支承、下支承和支承板)作为一个整体加工2套，一套用于机内加工，另一套放在机外专门用于偏心量设置。当需要更换加工型号时，首先在机外按照准备加工的套圈设置好偏心量大小和方向，停机时，只需要把机内无心支承部分整体取出，将机外的支承部分整体安装到机内即可，省去了在停机状态下调整设置偏心量的时间。这种方法应用的关键点在于，如何保证作为一个整体的支承部分在机外设置的偏心量和偏心方向在被移置到机内后不发生变化或者说变化量很小。较为理想的方法是：利用定位模板保证机内支承部分的安装位置相对于机床工件轴支承端面回转中心的三维坐标尺寸与机外支承部分安装位置相对于机外预调底板上模拟机床工件轴支承端面回转中心的三维坐标尺寸完全相同。

机内无心支承和机外预调无心支承分别如图1、图2所示，机内无心支承与机外预调的无心支承部分整体可完全互换。

1—上支承；2—支承板；3—下支承；4—定位架图1 机内无心支承结构示意图

1—偏心调节杆；2—偏心轴；3—支承块；4—标准圈；5—支承头；6—上支承；7—下支承；8—支承板；9—定位架；10—预调底板图2 机外预调无心支承结构示意图

机外设置偏心量，停机时间短，效率较高，适用于支承部分重量较轻、人工更换较为方便的场合。但是对机外偏心量设置、调整人员的经验要求较高，且需要定期校验机外预调无心支承定位面与机床内部无心支承定位面的一致性，成本较高。

3 机内偏心样圈快速调整法

机内偏心样圈快速调整法是按照待加工套圈的实际外形尺寸加工一个样圈(图3)，相对样圈的外圆支承面在样圈定位面上加工一个偏心孔。根据实际需要设计合适的偏心量，套圈内表面磨削时，偏心方向可以选择在1点钟方向，偏心量主要考虑套圈的大小及壁厚，一般选择为0.3～0.8 mm(图4a)；套圈外表面磨削时，偏心方向可以选择在4点钟方向，偏心量主要考虑套圈大小、壁厚和磨削余量，一般选择为0.4～1.0 mm，在外端面上标记偏心的方向(图4b)。更换加工型号时，通过定位销轴将偏心样圈的偏心孔轴线与机床的工件轴轴线重合，偏心样圈的端面与用于工件定位的端面支承贴合；再将偏心方向调整到需要的位置；然后分别将上、下支承贴合到偏心样圈的支承面上，锁紧上、下支承压紧螺钉；最后将定位销轴取出并移走偏心样圈，无心支承调整结束。整个调整过程简单、快速，不需要反复验证支承位置。

1—工件轴中心；2—样圈外圆中心；3—样圈最大偏心方向标记；4—上支承；5—下支承；6—套圈端面支承；7—偏心样圈；8—定位销轴图4 机内偏心样圈快速调整方法示意图

图3 偏心样圈结构示意图

通过机内样圈设置偏心量，停机时间短，效率更高，适用于支承部分重量较重、人工更换不方便的场合；不需要机外设置偏心量，结构简单方便，成本较低；但对机内设置偏心量的人员有较高经验要求。