如何采用平面磨床加工同軸精細(xì)桿？答案在這里

在機(jī)械制造過程中，對于精度要求高、直徑小，且具有同軸度要求的精細(xì)桿，會采用外圓磨床進(jìn)行磨削加工。隨著產(chǎn)品精度要求的不斷提高，對于工具工裝的精度要求也越來越高，特別是在一些專用量規(guī)的生產(chǎn)加工中，時(shí)常遇到如圖1所示的有同軸度技術(shù)要求的精細(xì)桿加工任務(wù)，雖然它們只是所加工整套量規(guī)中的一個(gè)小組成件，但離開它們整套量規(guī)就無法使用，例如專用量規(guī)中的測量桿、定位桿等。

精細(xì)桿加工難點(diǎn)分析在外圓磨床上加工制造同軸桿，其定位方式有兩種，一種是對于直徑較大的同軸桿，在車工工序粗加工時(shí)，在同軸桿兩端加工出中心孔，進(jìn)行熱處理后，外圓磨工序?qū)χ行目走M(jìn)行研磨修整，以后就作為外圓磨削的定位基準(zhǔn)；另一種是對于小直徑的同軸桿，在車工工序粗加工時(shí)，在同軸桿較粗的一端加工出中心孔，另一端車尖加工，進(jìn)行熱處理后，外圓磨工序?qū)σ欢酥行目走M(jìn)行研磨修整，對車尖的另一端進(jìn)行磨削加工，通過調(diào)整磨床的角度，加工出小直徑端60°外錐頂尖，來作為磨削外圓時(shí)的定位基準(zhǔn)。

直徑越小，加工出的60°外錐頂尖的面積就越小，而用來固定60°外錐頂尖的內(nèi)錐頂尖（又稱凹頂尖）就成為了同軸精細(xì)桿加工中能否精確、穩(wěn)定定位的關(guān)鍵。在同軸度精細(xì)桿的磨削過程中，內(nèi)錐頂尖定位中心至內(nèi)錐頂尖徑向端面距離必須＜被加工同軸精細(xì)桿的半徑，否則加工中砂輪外圓面將磨削到內(nèi)錐頂尖的徑向端面上，從而破壞了內(nèi)錐頂尖的定位作用，這樣就造成了直徑越小的同軸度精細(xì)桿，所使用的內(nèi)錐頂尖孔越小，加工越困難，以至于同軸精細(xì)桿無法加工或精度無法保證。

圖1精細(xì)桿解決措施以圖1所示專用量規(guī)的測量桿為加工對象，在外圓磨床以外領(lǐng)域并依托現(xiàn)有設(shè)備、工具，尋找加工制造方法。經(jīng)多次試驗(yàn)，最終以JL-618等小型精密平面磨床設(shè)備為主，配以精密分度頭、塞尺等輔助工具，加工出合格的高精度同軸精細(xì)桿，取得了很好的效果。

磨削準(zhǔn)備（1）機(jī)床及輔具的準(zhǔn)備由于該零件位置及尺寸精度要求高，因此要求磨床主軸旋轉(zhuǎn)精度在0.0012mm以內(nèi)，所用精密分度頭具有調(diào)心功能及精密回轉(zhuǎn)精度。另外，為了保證磨削過程中，工裝中心軸線與砂輪旋轉(zhuǎn)軸心平行，應(yīng)準(zhǔn)備磁力表架、百分表，為了保證所加工工裝的圓柱度要求，方便加工過程中對工裝圓柱度的調(diào)整，同時(shí)應(yīng)準(zhǔn)備150A170.02-1mm塞尺一副。（2）工件準(zhǔn)備針對零件的使用性能及加工要求，零件材質(zhì)選用高速鋼、碳素工具鋼T10A和合金工具鋼CrWMn等。先進(jìn)行車削加工，頂部φ4mm部分完成并加工出中心孔，外圓φ0.7－0－0.005mm及φ0.372－0－0.006mm部分留0.5～0.6mm磨削加工余量，之后進(jìn)行淬火處理（要防止熱處理變形）；淬火后，在外圓磨床上自定心卡盤夾持φ4mm部分，在φ0.372mm部分磨出外錐頂尖，然后夾持將φ4mm部分光亮無錐度，φ0.7mm、φ0.372mm部分留精加工余量0.3mm。（3）砂輪準(zhǔn)備為達(dá)到工件尺寸、形位精度及表面粗糙度要求，砂輪宜選用中軟、細(xì)粒度的規(guī)格，如選用38A100砂輪。為了確保加工質(zhì)量，要用金剛筆對砂輪進(jìn)行仔細(xì)修正。具體加工方案1）如圖2所示，用精密分度頭夾持工件外圓φ4mm部分，為了減少找正誤差，以遠(yuǎn)端φ0.372mm外圓部分對表，旋轉(zhuǎn)分度頭主軸，通過調(diào)整分度頭上同心定位螺釘，對φ0.372mm外圓跳動(dòng)量進(jìn)行調(diào)整，最終將其軸線跳動(dòng)量控制在0.002mm以內(nèi)。

圖2工件的夾持與找正2）如圖3所示，將精密分度頭放在平面磨床磁力工作臺上，百分表架吸附在平面磨床的砂輪防護(hù)罩上，將百分表觸頭與精磨分度頭底座右側(cè)面接觸并對零，搖動(dòng)平面磨床縱向手柄，通過調(diào)整精密分度頭位置，使精密分度頭軸心線與平面磨床縱向移動(dòng)方向平行，從而保證精密分度頭軸心線、工件軸心線與砂輪軸心線相互平行，后將分度頭吸附在工作臺上。

圖3精確調(diào)整工件位置

3）移動(dòng)平面磨床工作臺橫向位置，通過觀察，使工件軸心線盡量位于砂輪軸心線所在的鉛錘平面內(nèi)，并稍微偏向砂輪旋出方向，然后將工作臺X方向鎖死，搖動(dòng)平面磨床縱向手柄，使砂輪外端面接近φ4mm外圓端面并將Y軸方向數(shù)顯數(shù)值歸零。4）旋轉(zhuǎn)精密分度頭手柄，使工件勻速旋轉(zhuǎn)（轉(zhuǎn)速70～80r/min），起動(dòng)砂輪，使砂輪切削速度保持在35m/s，搖動(dòng)平面磨床Z軸方向手柄，使砂輪開始吃刀，以砂輪和工件間的磨削聲響和火花來觀察吃刀情況，控制每次磨削深度在0.001～0.002mm。5）由于該零件不能采用頂尖裝夾，因此加工期間要不斷輔以測量，以控制精細(xì)桿前后兩端的尺寸差，即圓柱度。在機(jī)械加工中，一般情況下，由于磨削力的作用，遠(yuǎn)端會出現(xiàn)讓刀現(xiàn)象，致使工件出現(xiàn)尺寸內(nèi)小外大的錐度，但該件直徑很細(xì)而吃刀深度很小，磨削時(shí)受砂輪旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的吸附力影響，工件遠(yuǎn)端反而會出現(xiàn)吃刀深度大的相反情況，所以加工時(shí)要根據(jù)細(xì)桿兩端的尺寸差a，利用在精密分度頭下墊塞尺的方法予以調(diào)整（見圖4），待無錐度后，將尺寸磨削至圖樣要求。圖4在精密分度頭下墊塞尺操作時(shí)的注意事項(xiàng)1）工件的旋轉(zhuǎn)方向要和砂輪的旋轉(zhuǎn)方向同向。2）開始加工前或每次測量后繼續(xù)加工時(shí)，工件都要在砂輪開始旋轉(zhuǎn)前旋轉(zhuǎn)。每一次加工完成后，工件都要在砂輪停止旋轉(zhuǎn)后停止旋轉(zhuǎn)。3）每次對工件進(jìn)行測量時(shí)，要等砂輪完全停止旋轉(zhuǎn)后方能從Y軸方向退刀。4）測量時(shí)要輕、穩(wěn)，減少量具的擺動(dòng)，以防折彎或折斷工件。測量時(shí)應(yīng)對工件前后兩端同時(shí)測量，以查看尺寸差a情況。5）墊塞尺的厚度依據(jù)細(xì)桿前后兩端的尺寸差計(jì)算，即x＝la/（2×12），其中12為磨削長