断续圆弧表面磨削加工方法探索

摘 要：本文描述内外圆环形表面断续磨削加工工艺方法探索。为了满足被加工零件的技术要求，通过分析研究采用磨床辅助系统解决内外圆表面断续磨削的工艺问题，从而拓展磨床加工范围，提升磨床加工能力，提高产品质量。

关键词：磨床辅助系统；工艺装备；分度机构；摆动精度；间隙调整

中图分类号：V23 文献标识码：A

磨削加工是机械加工制造业中的一项重要加工方法。一个复杂的发动机零件从最初毛坯的成型，经过粗加工、半细加工、细加工、精加工等等多多道才能完成，而磨削加工正是精加工工序中应用最为广泛的一种非常成熟的方法。磨削加工往往就是工件的最后一道工序，决定了产品最终的精准性能、物理性能、使用性能以及产品的美观性能，决定了产品的质量和价值。随着发动机品质的不断提升，对零部件的精度和表面质量提出了更高的要求。对于这样一类零件的制做，传统的方法都是比较笨拙的。一般都是通过铣削的方法将零件的形状粗铣成型，在此基础上进行手工的钳修和抛光打磨。这样加工出来的零件虽然尺寸满足了设计要求，但是零件表面的光整度却不能满足要求。另外对操作者的技术水平的要求也是很高，并且劳动强度大，加工质量随机变化较大。

1 产品的结构分析

如图1，在零件的内外表面上，都有8个均布的凸台。正是这些凸台使正常的内外圆磨削加工不能实现。以往我们都是采用铣削加工辅以分度机构来完成，或在数控铣床上进行加工。随着时代的发展，对发动机的零部件的技术要求越来越高，以往的加工方法早已落后。零件的精度和粗糙度要求它必须在磨床上才能保证，显然通用的内外圆磨床无法实现这一要求。

2 加工工艺分析

2.1 设计分度机构

分度机构确保了定位盘和分度盘每一个相对位置的准确性。由于被加工表面是八段圆弧按圆周均布，若要保证八段圆弧一次装夹完成加工，必须采用分度结构来实现。为了减小体积，减轻重量，方便使用，本装置采用了最常用的轴向插销方法，这种方法简单可靠，精度高，很适合在这样比较小的结构中采用。同时为了保证插销不妨碍零件表面的加工，本设计给出了两个插销位置，当某一位置影响零件磨削加工时，可以插在另一个位置上。见图2 。

2.2 设计摆动机构

摆动机构是实现摆动磨削的关键机构。对摆动机构的要求：a.摆动时要平稳可靠，不允许有轴向的窜动和径向的跳动，否则将会影响被加工表面的精度和加工质量。b.摆动范围要保证满足被加工零件的技术要求，所以要求环槽和止动销有较高的精度，它们的精度决定了被加工零件的最终精度。c.由于磨削过程中摆动非常频繁，要求分度盘的材质具有较好的耐磨性和柔韧性。

根据被加工零件的特点和加工环境，采用了止动销和滑槽的结构。通过换算得出滑槽的弧度，滑槽的弧度决定了摆动的范围。通过挡销和滑槽的配合，使转盘的旋转范围得到了精确的控制。较好地满足了工艺的要求。

2.3 采用转动付结构

在磨削过程中，被加工零件的每一段圆弧的磨削都需要很多次的摆动才能完成。由于摆动时分段进行的，在工作中总是给旋转副施加一个偏重的摩擦力，这个力对旋转副有着很大的破坏作用，极大地降低了旋转副的使用寿命和工作精度。因此，对旋转副提出了很高的要求。结合零件的特点和工艺要求精度，参照各类旋转副的使用情况，着重比较了普通滚动轴承和滑动轴承，最终采用了滚针轴承。滚针轴承的特点主要有：a.旋转精度高，适合航空发动机零件的工艺要求。b.径向体积小适合此类零件采用。

2.4 产品的定位与夹紧机构设计

（1）按照零件的工艺要求对零件进行轴向和径向的精确定位。角向定位采用了弹性定位销的结构。保证了多个角向位置都能进行定位，增大的被加工零件的使用范围。（2）本零件没有合适的压紧位置。为了满足加工的要求，考虑到磨削力的作用大小，采用了小型的薄压板。

2.5 装置的间隙控制与调整

加工过程中，必须保证反复的摆动平稳、无卡滞现象。工装制造完成后一定要精心调整。反复调整锁紧螺母，保证间隙在0.02～0.03。工装在机床上固定安装好后，首先要找正工装。（1）找正工装的中心。（2）确定磨削的初始位置。当机床启动，磨削开始时，操作者摇动手柄作往复的摆动。这就是摆动磨削的形成。

3 研究与探索

目前本方法已经得到了使用单位的应用。已经形成了固定的加工模式。经过使用证明摆动的磨削方法大大的提升了零件的加工精度和加工效率。有待提升的地方还有：如何进一步提高摆动的精度。目前的摆动精度还不是很高，对于那些工艺要求比较高的零件还不能适用。有待于进一步提高摆动的精度。如何提高结构的寿命。在材料的选择上，我们选用了比较耐磨的材料，但在使用中我们发现依然有较大的磨损，对结构的精度和寿命都有一定的影响。有待于进一步提高旋转副的寿命。

结语

此结构大大地拓展了内外圆磨床的加工能力和加工范围，使磨床的潜能得到了进一步的发挥。如果这种结构经过进一步的完善，建议做为一种通用的工艺装备，或是磨床的辅助设备。这样就能进一步发挥内外圆磨床的使用效率，扩大加工范围，进而创造出更大的经济效益。

参考文献

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[2]韩荣第，王扬，张文生.现代机械加工新技术[J].现代机械加工新技术，2003.

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