高精度细长轴的特殊磨削技术与方法

细长轴通常指长度与直径之比大于12的工件。其加工难度较大，主要是其加工刚性很差，磨削时，因磨削力和工件自重的作用，易在横向产生弯曲变形，磨出的工件呈现腰鼓形；磨削时易振动出现纵向振痕；此外，中心孔稍有偏差，工件就会产生椭圆形，两顶尖连线与纵向行程稍不平行就会产生锥形等。传统的方法是使用中心架，但调整很不方便，现行的仿形法和成形法对单件、小批生产又不经济。本文介绍凹形砂轮磨削法和赶刀磨削及多刃磨削法以解决上述的问题。 1 凹形砂轮磨削法图1所示为一精密细长轴，磨削时将砂轮修整成凹形并用特殊的小弹性顶尖，见图2，这样，可减少砂轮与工件的接触面积，又因砂轮整体宽度不变，可减少细长轴在旋转中产生的自激振动。

图1 工件

图2 特殊顶尖

工件材料 磨料 砂轮硬度 粒度 砂轮形状 铸铁 C J～K 46#～70#   碳钢 A WA 2B/3 不锈钢 SA MA B

切削用量 粗磨 精磨 工件线速度(m/min) 2.5～8 2～5 工作台纵向速度(m/min) 1.2 0.6～0.8 磨削切深(mm/单行程) 0.01～0.015 0.005

砂轮的选择 见表1 切削用量的选择 见表2

图3 阶梯状砂轮

2 赶刀磨削和多刃磨削法将砂轮修成阶梯状，因精度较高，一般分2～3级；又因要求表面粗糙度值较低，阶梯深度一般取最小深度为0.01～0.02mm，且最后一个阶梯应宽一些，见图3。总之，因多刃磨削，可增大磨削量，提高生产率，又因相对减少了砂轮宽度，从而减少了磨削压力，保证了工件质量。砂轮的选择与切削用量的选择同表1、3。 3 注意事项为了更好地利用上述两种方法，磨削精度要求较高的细长轴还需注意下述事项： 不宜使用单爪拨盘 横向进给量 转速 消除工件残余应力 工件磨好后要吊直 冷却液 尺寸控制 因为单爪拨盘在传动中传动力与切削力方向有时相同，有时相反，易造成工件圆柱度超差，故可采用双爪拨盘平衡传动力，以消除该项误差。 工作台每往复一次的横向进给应小于或接近于砂轮最小阶梯宽，必须指出，磨削用量与零件材料和砂轮材料有关，在确定磨削用量时要加以考虑。 转速应选择低一些，这是为了减少细长轴旋转而产生的振动。此外，工作台纵向速度较大，可将一部分切削力转化为轴向力，从而减小径向力。 精磨前要经过校直和消除应力处理，减少工件弯曲应力。 为了保证细长轴的加工精度，工件一定要垂吊，否则会因为工件本身的自重而使其产生弯曲。另外，工件装夹在两顶尖上的时间不能过长，特别是磨削将要结束时工件余量已经很少，易因工件弯曲而报废。 为了减少细长轴磨削时的热变形，工件应得到充分冷却，但水流不能太急，应加大喷嘴出水流量。 精磨工件在只剩0.02～0.03mm余量时，不要急于求成，要对工件质量状况全面分析之后，再继续终磨至尺寸。

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