轴承双沟道一次磨削的砂轮修整定位机构
2009-10-19 作者：罗一元 向仰和 县鹏宇
摘要：轴承双沟道一次磨削是指采用两片砂轮同轴安装，修整成形后，对工件进行切入磨削，其关键技术在于解决同轴双砂轮的修整并保证加工精度。介绍一种采用电磁铁驱动定位方式的砂轮修整定位机构的工作原理与结构特点，并用于单沟道磨床改造，实现了套圈双沟道一次自动磨削。
关键词： 双沟轴承；双沟道；砂轮修整；定位机构
中图分类号 TG595 文献标识码 B
近年来，随着国内双列深沟球轴承和双列角接触球轴承在汽车轮毅、压缩机、水泵等产品中的广泛应用，其套圈双沟道的磨削工艺也经历了由传统的摆头磨床单沟反转磨削工艺，发展到同轴双砂轮一次切入磨削的加工工艺。传统单沟翻转磨削方式存在难以保证加工精度、磨削效率低、劳动强度大等缺陷。双沟道一次磨削是指采用两片砂轮同轴安装，修整成形后，对工件进行切入磨削，对保证加工精度、提高磨削效率极为有利，其关键技术是解决同轴双砂轮的修整问题。
目前，同轴双砂轮的修整有以下几种方式：(1)液压驱动的二次定位单点圆弧修整方式；(2)成型金刚石滚轮一次定位修整方式；(3)步进电机或伺服电机驱动的数字差补控制磨削方式。成型金刚石滚轮修整方式具有磨削精度高、一次定位切入修整速度快、效率高的优点，但是金刚石滚轮成本较高，磨损后需要特殊工艺及专用工具进行成形修复，而且对于不同弧形尺寸的砂轮须采用不同规格的金刚石滚轮修整，适用范围有一定局限性，也相应增加了工艺成本。步进电机或伺服电机驱动的数字差补控制（单点圆弧）修整方式采用数控技术，可方便地进行参数设定，能修整不同尺寸的砂轮曲面，是目前采用的较为先进的砂轮修整工艺。
新型砂轮修整定位机构采用单点圆弧修整方式，由电磁铁驱动机构进行二次定位，较之液压驱动的定位系统，其结构大为简化，并且定位准确；与采用步进电机或伺服电机驱动的修整方式相比，其成本低廉，经济实用。该机构用于3MZ14系列单沟道自动磨床的改造，配合电气控制，实现了双沟套圈的自动磨削，显著提高生产效率。该机构结构示意如图1所示。
关键词： 双沟轴承；双沟道；砂轮修整；定位机构
中图分类号 TG595 文献标识码 B
近年来，随着国内双列深沟球轴承和双列角接触球轴承在汽车轮毅、压缩机、水泵等产品中的广泛应用，其套圈双沟道的磨削工艺也经历了由传统的摆头磨床单沟反转磨削工艺，发展到同轴双砂轮一次切入磨削的加工工艺。传统单沟翻转磨削方式存在难以保证加工精度、磨削效率低、劳动强度大等缺陷。双沟道一次磨削是指采用两片砂轮同轴安装，修整成形后，对工件进行切入磨削，对保证加工精度、提高磨削效率极为有利，其关键技术是解决同轴双砂轮的修整问题。
目前，同轴双砂轮的修整有以下几种方式：(1)液压驱动的二次定位单点圆弧修整方式；(2)成型金刚石滚轮一次定位修整方式；(3)步进电机或伺服电机驱动的数字差补控制磨削方式。成型金刚石滚轮修整方式具有磨削精度高、一次定位切入修整速度快、效率高的优点，但是金刚石滚轮成本较高，磨损后需要特殊工艺及专用工具进行成形修复，而且对于不同弧形尺寸的砂轮须采用不同规格的金刚石滚轮修整，适用范围有一定局限性，也相应增加了工艺成本。步进电机或伺服电机驱动的数字差补控制（单点圆弧）修整方式采用数控技术，可方便地进行参数设定，能修整不同尺寸的砂轮曲面，是目前采用的较为先进的砂轮修整工艺。
新型砂轮修整定位机构采用单点圆弧修整方式，由电磁铁驱动机构进行二次定位，较之液压驱动的定位系统，其结构大为简化，并且定位准确；与采用步进电机或伺服电机驱动的修整方式相比，其成本低廉，经济实用。该机构用于3MZ14系列单沟道自动磨床的改造，配合电气控制，实现了双沟套圈的自动磨削，显著提高生产效率。该机构结构示意如图1所示。
该机构安装在移动工作台后侧床身上（3MZ1410B），座体通过底板固定于床身。定位滑块连同顶杆2在座体的方形槽内可上下滑动。当电磁铁通电时，顶杆1向上顶起，杠杆绕A点转动，推动定位滑块向下移动，弹簧被压缩。当电磁铁断电时，定位滑块在弹簧作用下上移，顶杆1落下。撞头螺钉安装在固定座上，通过T形槽板固定于移动工作台后侧，与砂轮一起在液压油缸作用下做纵向移动。工作台纵退时，与定位滑块上下两个位置移动相配合，撞头螺钉顶端分别接触C和B两个定位面而停止移动。砂轮修整器在这两个位置上依次完成对双砂轮的修整。C、B两个定位面的距离（bc）即为双砂轮修整弧面的中心距，因此保证bc尺寸精度尤为重要。
机床工作过程：开车上料（电磁铁处于断电状态）→无心夹具上磁→砂轮纵进（缓冲、定位）→工件跳进→工件快速驱进。粗磨→光磨→工件跳出→砂轮纵退（缓冲、定位，撞头螺钉端头紧靠C定位面）→修整器倒下。回转修整个砂轮→修整器抬起→砂轮微纵进及修整头返回→电磁铁通电→砂轮纵退（缓冲、定位，撞头螺钉端头紧靠B定位面）→修整器倒下→回转修整第二个砂轮→修整器抬起→砂轮纵进（缓冲、定位）、修整头返回→电磁铁断电→工件跳进、精磨→光磨→工件跳出→进给返回→砂轮纵退、补偿→断磁、下料→自动进入下一循环。
机构特点：
1．采用电磁铁由电气直接驱动使整个机构大为简化。
2．定位滑块的两个定位面B和C一体化设计，避免了以往分体设计而造成间隙误差或接触面发生偏移而产生定位误差，工作台在液压推力作用下，使撞头依次紧贴定位面C和B，有效保证砂轮修整准确定位。另外，这种一体化设计有利于定位滑块的一次装夹加工，从而保证B、C两定位面距离尺寸精度和平行精度，进而保证双砂轮修整弧面的中心距精度。
3．对于不同沟心距的双沟道磨削，仅需更换有相应bc尺寸的定位滑块进行砂轮修整，简单易行，使机构具有良好的适用性。
4．整个机构结构紧凑，体积小巧，安装简单，用于现有单沟道磨床改造成本低。
采用该机构，对数台3MZ1410B单沟道自动磨床进行了技术改造（含电气控制改造），经过批量生产证明，该机构运行稳定，性能可靠，定位准确，能满足批量生产双沟套圈工艺精度要求。该机构实现了双沟套圈一次自动磨削，达到了较高的生产效率（仅比采用步进电机或伺服电机驱动的单点圆弧修整方式慢2～3个工步）。使用该机构改造现有设备，是企业实现双沟轴承大批量生产，节约大量新设备投资，提高企业经济效益的有效途径。
参考文献
1 卢胜利．双球面磨削加工中的砂轮修整自动控制．制造技术与机床，1999(2)
2 李院霞．单沟道磨床一次装夹工件磨削双沟道装置．机械制造，2001(8)
3 卢胜利．微机控制调心球轴承内圈双沟道一次磨削轴承，2000(4)
4 向娅晖．3MZ146内圆沟道磨床的改装．纺织机械，2004(5)
5 吕科．NURBS在微机控制球面轴承内套双沟一次磨削加工中的应月机床与液压，2000(2)
机床工作过程：开车上料（电磁铁处于断电状态）→无心夹具上磁→砂轮纵进（缓冲、定位）→工件跳进→工件快速驱进。粗磨→光磨→工件跳出→砂轮纵退（缓冲、定位，撞头螺钉端头紧靠C定位面）→修整器倒下。回转修整个砂轮→修整器抬起→砂轮微纵进及修整头返回→电磁铁通电→砂轮纵退（缓冲、定位，撞头螺钉端头紧靠B定位面）→修整器倒下→回转修整第二个砂轮→修整器抬起→砂轮纵进（缓冲、定位）、修整头返回→电磁铁断电→工件跳进、精磨→光磨→工件跳出→进给返回→砂轮纵退、补偿→断磁、下料→自动进入下一循环。
机构特点：
1．采用电磁铁由电气直接驱动使整个机构大为简化。
2．定位滑块的两个定位面B和C一体化设计，避免了以往分体设计而造成间隙误差或接触面发生偏移而产生定位误差，工作台在液压推力作用下，使撞头依次紧贴定位面C和B，有效保证砂轮修整准确定位。另外，这种一体化设计有利于定位滑块的一次装夹加工，从而保证B、C两定位面距离尺寸精度和平行精度，进而保证双砂轮修整弧面的中心距精度。
3．对于不同沟心距的双沟道磨削，仅需更换有相应bc尺寸的定位滑块进行砂轮修整，简单易行，使机构具有良好的适用性。
4．整个机构结构紧凑，体积小巧，安装简单，用于现有单沟道磨床改造成本低。
采用该机构，对数台3MZ1410B单沟道自动磨床进行了技术改造（含电气控制改造），经过批量生产证明，该机构运行稳定，性能可靠，定位准确，能满足批量生产双沟套圈工艺精度要求。该机构实现了双沟套圈一次自动磨削，达到了较高的生产效率（仅比采用步进电机或伺服电机驱动的单点圆弧修整方式慢2～3个工步）。使用该机构改造现有设备，是企业实现双沟轴承大批量生产，节约大量新设备投资，提高企业经济效益的有效途径。
参考文献
1 卢胜利．双球面磨削加工中的砂轮修整自动控制．制造技术与机床，1999(2)
2 李院霞．单沟道磨床一次装夹工件磨削双沟道装置．机械制造，2001(8)
3 卢胜利．微机控制调心球轴承内圈双沟道一次磨削轴承，2000(4)
4 向娅晖．3MZ146内圆沟道磨床的改装．纺织机械，2004(5)
5 吕科．NURBS在微机控制球面轴承内套双沟一次磨削加工中的应月机床与液压，2000(2)
