采用外圆磨床批量磨削圆柱端面的工艺探索

龚丽霞 秦康生 张志高 尹兵

摘 要： 磨削加工一般是金属切削加工的最后一道工序，正确的选择磨削参数和装夹方式，对于提高零件的加工质量和生产效率至关重要。本文分析了在外圆磨床上批量磨削圆柱端面的方法以及产生凹凸情况的分析和解决措施。

关键词：外圆磨床;工艺;圆柱端面;凹凸

1前言

对于磨削长度比较长的，垂直度要求高的圆柱端面，一般都是单个零件用平口钳装夹保证垂直度要求，但是对于大批量生产，加工效率显然太低了。通过改变加工工艺，利用外圆磨床砂轮端面磨削第一个垂直面，调整装夹方法，通过合理摆放挡块磨削第二个垂直面，采用精密轴外圆的三条母线来固定工件的装夹方法，设计了平面磨床上磨端面的夹具，提高了产品批量生产的效率。

2  磨削两端面

2.1传统的工艺方法

磨第一个垂直面。工件外圆和两端面要求垂直，垂直度要求在0.01mm以内.传统的工艺方法是利用平面磨床附件中的平口钳将工件外圆夹住，借磁性工作台把小型平口钳吸住，利用工件外圆为基准，采用吃刀量逐渐减少的办法磨平一端面保证垂直，这样一个个装夹繁琐，磨削耗时，打扫频繁，工作效率低，只要装夹时有一点磨削颗粒夹杂，就无法达到图纸所规定的垂直度要求，废品率高。

磨第二个垂直面。 如图1所示，以加工好的一个端面为基准，在平面磨床上磨另一端面，保证总长。在平面磨上磨高的工件，通常是将多个工件放在吸盘上，因工件接触面积小，吸力不足，用略低于工件的挡块将工件四面挡住。因工件外圆尺寸多个累积起来必然有尺寸偏差，工件不可能完全被压实，一定会有空隙存在，所以用此方法磨削时切削力必须很小，否则，稍不注意就会发生意外。

2.2 改进后的磨削方法

用外圆磨床靠端面的方法保证一端面垂直。首先定制一个加长半圆顶尖，如图2所示，半圆长度80mm，调整尾座长度，用两顶尖装夹工件，将工件外圆锥度调至0.005以内，锥度要求左边大右边小，这样便于第二个端面在平面磨上的装夹。然后将砂轮移至工件最右端，用快速进给手柄和进刀手柄相配合将砂轮移至半圆顶尖处，砂轮外圆与顶尖半圆平面留间隙0.15mm左右.将砂轮左端面修成如图3形状，用金刚石在外圆磨床上进行修整砂轮端面时，应该把砂轮端面修成一个小台阶，砂轮端面与外圆成锋锐的角度，加工时利用砂轮的最外沿进行磨削，而且砂轮与工件成线接触，利用砂轮的自锐性，能不断露出新的刀刃，提高了砂轮的耐用度，使其保持好的切削能力，等到砂轮和工件由线接触慢慢变为面接触时，由于磨削颗粒杂质堵塞空隙，砂轮磨损，工件表面有烧伤痕迹，这时再把砂轮修成原来的形状，修正量大约在0.15 mm左右，这样修整减少了砂轮端面切削刃与工件被加工表面之间的接触面积，使砂轮切削性能提高，從而使磨削力减少，磨削热降低。

用砂轮端面磨削工件端面时，由于散热条件差，工件端面常常会出现内凸的情况，内凸的平面是无法作为基准在平面磨床上加工的，不光尺寸无法控制，还容易造成事故，所以一定要稍稍磨成内凹。将砂轮架顺时针偏转一度，如图4，5所示，会使端面产生内凹。

在靠端面时，砂轮的进给量是借助于工作台纵向移动手轮实现的，进给量的大小和进给时的平稳性在很大程度上决定了端面磨削质量，一般M1432型万能外圆磨床纵向进给手轮的进给速度偏大，造成进刀不平稳，断断续续以及进给量偏大，从而引起烧伤，同时进刀不平稳也容易破坏砂轮工作表面，使其切削性能过早丧失，降低砂轮的耐用度，所以端面磨削质量的好坏很大程度上凭操作者经验控制。第一个端面的磨削只要磨平即可，把余量留到第二个面。在外圆磨磨一个面常常要比在平面磨上磨一个面快，提高了生产效率。

磨第二个垂直面。如图6所示，采用精密轴外圆的三条母线来固定工件的装夹方法。因为三点不成一条直线，所以利用两点必然成一条直线这种排列方法，工件不仅能够被压实，而且还能承受较大的磨削力，夹具用的挡块应淬火后磨垂直，提高耐用度。经实践验证，这种装夹方式操作方便，安全可靠，不仅磨削质量易于达标，而且生产效率可大为提高。

3.结束语

本文针对圆柱端面的加工进行工艺分析，结合外圆磨床，平面磨床，调整加工方法和改进工艺，最终保证零件的整体加工精度。通过这次加工工艺改进，降低了劳动强度，提高了生产效率。

参考文献

[1] 徐鸿本，李银怀 主编 磨工工艺技术[M]. 辽宁科学技术出版社，2009

[2] 郭隐彪 主编 磨削加工工艺及应用[M]. 北京国防工业出版社，2010

[3] 胡国强 主编 磨工加工工艺经验实例[M]. 国防工业出版社，2011

作者简介：龚丽霞（1975-），女，汉族，江苏扬州（邮编225127）扬州大学机械工程学院，大学学历，技师，机械加工及机械设计。