浅谈内磨表面波纹缺陷的评定及其检测方法

洪亮

（杭州前进齿轮箱集团股份有限公司，浙江 杭州 311200）

1 背景

2018年公司采购了一台数控立式磨床，在终验收试磨工件时，两家对内锥孔壁上显示的有规律的直波形纹路产生了分歧，根据我厂的内磨经验，该纹路叫振纹，一般为机床的各种原因振动导致，所以该设备不能通过验收；而厂家则认为，这属表面波纹度，而技术协议中并没有关于表面波纹度的要求，因此只要表面粗糙度达到技术协议要求，就应该予以验收。双方各执一词，经过多次沟通，一年后才终验收通过。

为此，在查询了相关标准和资料后，我发现内磨中出现的直波形纹路既可以叫振纹也可以叫表面波纹度，一个是从发生的原因的角度，一个是从波距的角度，两者并不冲突。但具体判定是否合格，可参考的资料较少，现有的国标和行业技术条件等标准性文件中的判定标准，在实际操作过程中存在不足，容易引起扯皮，本文从实际操作角度，在内磨直波形痕迹判定方面，提出了观点和检测方法，希望能作为对该行业技术条件在这方面的一个补充。

2 对波纹度判定标准的补充

国标对表面波纹度的定义指的是间距大于表面粗糙度但小于表面几何形状误差的表面几何不平度，属于微观和宏观之间的几何误差。在JB/T9924-1999（磨削表面波纹度）和JB/T9906.2-1999（内磨技术条件）等标准文件中对波纹度的判定标准，均为从几何形状特征，测算平均波幅值Wz，即测量长度lp内波纹度曲线上的5个最大波幅的算术平均值，这对于一个直径200左右的内孔而言，相当于是放大后，用仪器从微观角度进行了判定。

但在实际磨削过程中，表面波纹度还有多种宏观的表现形式：直波纹、螺旋纹、鱼鳞纹以及拉毛划伤等，这些并没有体现在国家或行业标准文件中，但在磨工技术手册之类的专业性指导书籍中，确有明确说明，并称其为内圆磨中常见的质量缺陷，并有其产生原因的分析，说明这是磨工行业中一个长期积累下来的，经过反复验证后的经验。这也就是为什么，当我们这次采购的设备产生有规律的直波形纹路时，操作工能马上就指出该设备可能存在问题，并指出问题可能发生的部位，并在一系列的修理、检测、调整后，解决了问题。

由上可见，因为表面波纹度是介于微观与宏观之间，所以存在着微观与宏观两种不同的表现形式，而国标仅从微观方面提出了评定标准，缺少了从宏观角度进行评定，宏观方面则只是行业内的一个参考经验，并没有国标或行业标准。这使得当出现报告合格，却有宏观缺陷时，各方可以站在自己的角度去解读，容易出现分歧、扯皮。所以我认为应该从宏观方面，参考行业经验，将直波形纹路、螺旋形纹路、鱼鳞纹以及拉毛划伤等质量缺陷，作为宏观角度的表面波纹度判定标准，补充进国标和行业标准。

3 直波形纹路的检测方法

直波形纹路：呈直条状。且与工件内表面母线一致，使得工件圆孔形似多边形。宽度与分布间隔上都有一定的规律性，如等宽均布，或不等宽、不均布，但呈周期性变化。当直波形纹路等宽、并规律均布时，就类似一个多棱形。

虽然专业性指导书籍中将直波纹痕迹列为常见的内磨缺陷之一，但是具体怎么检测这种波纹却没有说明，是直接肉眼可见还是需要借助别的手段，像我们这个案例中的工件，磨完后用光照看不出直波形纹路，在我们与轴配研后在光照下才能够显现。所以我认为可以用该方法突显内孔的纹路，变得更容易识别。

具体操作方法，如果是检查内锥孔，就是在锥形塞规或外锥面均匀的涂一层着色剂，让塞规或外锥面与内锥面充分接触，接触后表面波纹度的波峰就会着色显示，拿掉塞规或外锥面，以内锥面是否显示有规律直条状纹路，来判定是否合格。这个原理跟刮研找硬点是一样的，所谓的硬点也就是波纹的峰，在着色剂的作用下，两个面接触后，波纹的峰就会显示出来，所以该方法也可以用于别的磨削表面检查表面波纹度。

该方法因为接触面是两个大锥面，所以可以排除表面粗糙度对波纹度的影响，如果检查时，采用的不是标准外锥，而是外磨的外锥，为了排除外磨也可能产生直波形纹路，可以第一接触后，外锥换角度多接触几次，如内孔直波形纹路没有宽度、距离等方面的改变，可以判定为内锥孔存在直波形纹路，否则可能外锥存在直波形纹路。

就像这次为了验证新机床的性能，因为产品内锥孔孔径较大，我们采用在轴的外锥上涂上着色剂，让两锥面充分接触后，看接触面的情况，接触情况如图1（a），图1（b）则是我们普通内磨机床加工出来的，两锥孔表面粗糙度都在Ra0.2左右，与之相配的轴表面粗糙度都在Ra0.56左右，图1（a）明显可见规律的直波形纹路，而且在机床经过一系列的调整后，直波形纹路还发生了变化图1（c），波距更密了。

图1

4 结语

本文认为直波形纹路，会影响内孔的使用寿命，特别是轴承行业，因此这样的产品是无法达到质量要求，而内磨作为内孔加工最后一道工序，机床的质量会直接关系到产品的加工质量，所以应当将直波形纹路等内磨中的常见缺陷评定标准补充进国标及行业标准中，特别是机床技术条件中，只有设备要求提高，生产出优质的设备，才能生产出优质的产品。