關(guān)鍵詞：數(shù)控磨床；三位修整器；砂輪凹度；砂輪厚度；砂輪直線

       目前，在磨削軸承內(nèi)圈滾道時(shí)，圓柱、圓錐滾子軸承的滾道形狀直接影響軸承使用精度、性能和工作壽命。此類軸承在承載狀態(tài)下，因?yàn)闈L子發(fā)生彈性變形和塑性變形，在滾子和內(nèi)外滾道母線的兩端會(huì)產(chǎn)生較大的變形量而造成應(yīng)力集中現(xiàn)象，體現(xiàn)為在滾道兩端各邊緣處沿圓周方向?qū)ΨQ位置出現(xiàn)環(huán)帶剝落，造成軸承壽命和旋轉(zhuǎn)精度的下降，從而引發(fā)軸承的失效。為了減小滾道邊緣處的接觸應(yīng)力，內(nèi)圈滾道近似對數(shù)曲線的凸度設(shè)計(jì)可以有效地改善滾道的應(yīng)力分散，通過試驗(yàn)得知，滾道具有凸度的軸承比平直滾道的軸承平均壽命提高了５倍之多。一般滾道凸出值為0.003～０。008ｍｍ。軸承滾道的凸度量，取決于軸承載荷及滾道的長度。當(dāng)凸度量過大時(shí)，滾子與滾道接觸長度??；而凸度量過小時(shí)，又會(huì)在滾子兩端出現(xiàn)應(yīng)力峰值，形成應(yīng)力集中現(xiàn)象。

       為使?jié)L道獲得具有凸度的滾道表面，砂輪圓弧磨削表面的修整就是一個(gè)關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，必須把砂輪圓弧表面修整成具有凹度的近似對數(shù)曲線形狀的工作面，才能實(shí)現(xiàn)軸承內(nèi)圈滾道的凸度，軸承內(nèi)圈滾道凸度的加工通常采用成形切入式磨削。在設(shè)計(jì)內(nèi)圈滾道磨床時(shí)，支撐定位內(nèi)圈的工件箱、上下料機(jī)構(gòu)及機(jī)械手機(jī)構(gòu)在同一回轉(zhuǎn)板上，位于機(jī)床的左部，砂輪機(jī)構(gòu)在機(jī)床中間部位，砂輪軸線與工件軸線平行，凸度修整器在機(jī)床的右部，修整金剛筆上拖板運(yùn)動(dòng)方向與砂輪軸線平行。磨削加工時(shí)，先要按照內(nèi)圈圖紙中滾道角度的要求，旋轉(zhuǎn)工具箱下面的回轉(zhuǎn)板，旋轉(zhuǎn)角度要與圖紙一致，試磨一件內(nèi)圈，取下放到機(jī)外的檢測儀上，與事先校正好的檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，微調(diào)回轉(zhuǎn)板的角度直到符合圖紙要求，然后根據(jù)內(nèi)圈滾道的凸度要求，修整器拖板的伺服電機(jī)與修整器下面的修正補(bǔ)償伺服電機(jī)聯(lián)動(dòng)，修整出具有近似對數(shù)曲線形狀的凸度，取下樣件放到機(jī)外的輪廓儀上進(jìn)行檢測，根據(jù)檢測結(jié)果修改程序再試磨直到符合凸度值的各項(xiàng)技術(shù)要求。

       1砂輪厚度的修整

      因軸承內(nèi)圈滾道寬度有許多的尺寸規(guī)格，而砂輪的厚度是一個(gè)固定的尺寸，當(dāng)砂輪厚度不能滿足磨削需要時(shí)，就要更換與內(nèi)圈滾道寬度尺寸相對應(yīng)厚度的砂輪來完成磨削。更換砂輪時(shí)需要專業(yè)人員拆卸砂輪，并且在砂輪安裝前要做細(xì)致的砂輪靜平衡的調(diào)試，砂輪的靜平衡調(diào)試要求很高，需要人員反復(fù)尋找平衡點(diǎn)，如果砂輪靜平衡沒有調(diào)試到最佳狀態(tài)，砂輪在高速旋轉(zhuǎn)時(shí)就會(huì)引起顫動(dòng)，磨削時(shí)就達(dá)不到軸承內(nèi)圈滾道的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)。同時(shí)，因砂輪的直徑是６００ｍｍ，自身很重，砂輪更換要耗費(fèi)很長的時(shí)間，從而影響到生產(chǎn)效率。特別是軸承內(nèi)圈數(shù)控磨床，每道工序加工速度快、時(shí)間短。砂輪更換其間，內(nèi)圈滾道后面的各工序所有機(jī)床都要停機(jī)。因此，砂輪更換嚴(yán)重制約了內(nèi)圈磨削效率，給企業(yè)的生產(chǎn)帶來了很大的影響。其次，砂輪前后兩個(gè)工作端面如有凹凸不平的小顆粒，也會(huì)給磨削帶來影響，因此也要進(jìn)行一定的修整，確保砂輪前、后工作端面與圓弧直母線的垂直。

       2砂輪凹度的修整

       在實(shí)際磨削工作中，要想獲得理想的內(nèi)圈滾道凸度值和凸度的形狀，并非是一件易事，既要滿足凸度量，又要使?jié)L道凸度形狀符合近似對數(shù)曲線。在實(shí)際修磨時(shí)，凸度量大，凸度的形狀通常符合對數(shù)曲線形狀，凸度量小，凸度的形狀與對數(shù)曲線形狀對比差別較大，同時(shí)滾道兩邊油溝直徑較大時(shí)對磨削凸度的形狀也有一定的影響。目前較為理想的滾道凸度形狀是：在連接滾道兩端點(diǎn)的軸線方向上，曲線開始時(shí)以６０°左右方向急速上升，寬度約占滾道有效寬度的１５％左右；然后沿滾道的凸起方向平緩接近水平，平緩段髙度約占總凸度量的１／４左右，然后平緩下降后又以６０°左右方向急速下降，形成一個(gè)近似對數(shù)曲線，如圖１所示。

       為了更好地解決在磨削過程中砂輪凹度的修整和砂輪更換的問題，設(shè)計(jì)了砂輪三位凹度修整裝置，修整裝置由３個(gè)修整器組成。一是前端面修整器，修整砂輪前端面工作部位來減小砂輪厚度，并保證砂輪前端面與圓弧直母線的垂直。二是后端面修整器，修整砂輪后端面工作部位來減小砂輪厚度，并保證砂輪后端面與圓弧直母線的垂直。三是砂輪對數(shù)曲線曲面修整器，修整器縱向第伺服電機(jī)帶動(dòng)金剛筆沿著砂輪軸線方向移動(dòng)，與修整進(jìn)給裝置下面的修整補(bǔ)償裝置的伺服電機(jī)聯(lián)動(dòng)，可修磨出符合對數(shù)曲線的凸度形狀。砂輪三位凹度修整機(jī)構(gòu)主要由金剛筆１、修整座１、金剛筆２、修整座２、金剛筆３、金剛筆座、修整進(jìn)給上下拖板、角度旋轉(zhuǎn)裝置和伺服電機(jī)進(jìn)給裝置組成。３個(gè)金剛筆修整位置調(diào)試完成后，修整進(jìn)給裝置與修整補(bǔ)償裝置聯(lián)動(dòng)，修整砂輪前后端面，砂輪圓弧面凹度，砂輪直母線圓弧面，如圖２～４所示。

      3工作原理

       如圖２、３所示，第一修整器修整砂輪前端面，金剛筆３位于砂輪厚度中間位置時(shí)，松開修整座１上的固定螺釘，旋轉(zhuǎn)調(diào)整絲桿１，調(diào)整金剛筆１與砂輪前端面的距離，此距離要大于砂輪厚度的１／２，然后擰緊固定螺釘。第二修整器修整砂輪后端面，松開修整座２上的固定螺釘，旋轉(zhuǎn)調(diào)整絲桿２，調(diào)整金剛筆２與砂輪后端面的距離，此距離要大于砂輪厚度的１／２，然后擰緊固定螺釘。第三修整器修整砂輪凹度對數(shù)曲線圓弧面，調(diào)整金剛筆３與砂輪圓弧面的距離，如圖２所示，松開直角支架與底板固定連接的螺釘，旋轉(zhuǎn)調(diào)整絲桿帶動(dòng)直角支架向左移動(dòng)，調(diào)整金剛筆３接近砂輪圓弧面，擰緊直角支架固定螺釘。調(diào)整金剛筆水平方向移動(dòng)的直線度，如圖５所示，松開直角支架與修整下拖板固定連接的４個(gè)螺釘和固定轉(zhuǎn)軸的鎖緊螺釘，旋轉(zhuǎn)支架座上的調(diào)節(jié)螺桿，帶動(dòng)伺服電機(jī)座與修整下拖板裝配在一起的第三修整器以轉(zhuǎn)軸為圓心做旋轉(zhuǎn)，放置好百分表，啟動(dòng)修整器的伺服電機(jī)旋轉(zhuǎn)，檢測修整器上拖板沿縱向移動(dòng)的直線度，保證金剛筆的移動(dòng)軌跡與砂輪軸線平行，然后擰緊直角支架上的４個(gè)螺釘和回轉(zhuǎn)螺母的鎖緊螺釘，調(diào)整好限位螺釘１、接近開關(guān)１、限位螺釘２和接近開關(guān)２的位置，角度調(diào)整結(jié)束。

       01砂輪前端面的修整

       如圖３所示，啟動(dòng)修整程序，修整補(bǔ)償上拖板向右移動(dòng)，修整上拖板向前移動(dòng)，金剛筆１按修整進(jìn)給量接近砂輪前端圓弧面。修整補(bǔ)償上拖板向左移動(dòng)，金剛筆１接觸到砂輪前端面開始修整砂輪，到達(dá)修整位置后，修整補(bǔ)償上拖板停止，修整上拖板向后移動(dòng)，金剛筆１離開砂輪前端面，修整補(bǔ)償上拖板回到原始位置，完成一次前端面的修整。

       02砂輪后端面的修整

       如圖３所示，啟動(dòng)修整程序，修整補(bǔ)償上拖板向右移動(dòng)，修整上拖板向后移動(dòng)，金剛筆２按修整進(jìn)給量接近砂輪后端圓弧面。修整補(bǔ)償上拖板向左移動(dòng)，金剛筆２接觸到砂輪后端面開始修整砂輪，到達(dá)修整位置后，修整補(bǔ)償上拖板停止，修整上拖板向前移動(dòng)，金剛筆２離開砂輪后端面，修整補(bǔ)償上拖板回到原始位置，完成一次后端面的修整。

       03砂輪凹度對數(shù)曲線圓弧面的修整

       如圖３所示，啟動(dòng)修整程序，修整器伺服電機(jī)旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)修整上拖板向前移動(dòng)，金剛筆３水平移動(dòng)到砂輪前端面的修整位置，金剛筆３開始修整砂輪時(shí)，修整器伺服電機(jī)與修正補(bǔ)償伺服電機(jī)聯(lián)動(dòng)，按程序修整砂輪圓弧面，修整補(bǔ)償伺服電機(jī)連接有１：１００的諧波減速器，經(jīng)過多次的反復(fù)修整，可以與修整器上的金剛筆３修整出完美的對數(shù)曲線圓弧面。同時(shí)，還可以修整軸承套圈外圓表面需要的砂輪直母線圓弧面。

       4結(jié)語

       數(shù)控軸承磨床砂輪三位凹度修整機(jī)構(gòu)，因其結(jié)構(gòu)簡單、調(diào)整方便，既可以在內(nèi)圈滾道磨床上使用，修整所需的凹度雙曲面，也可以在套圈外圓表面磨床上使用，修整所需的直母線，做到一機(jī)多用，在實(shí)際使用過程中成效顯著，提高了整體工作效率。