大直徑薄壁零件的磨削加工

　　在拖式混凝土泵車中，有一種典型的大直徑薄壁零件——中間套，其內(nèi)孔直徑為202mm，外徑為212mm，壁厚僅為5mm，且該零件各尺寸之間的形位精度要求較高，外圓表面粗糙度Ra要求為0.4µm，外圓圓度誤差要求小于0.010mm。由于零件壁厚較薄，在磨削外圓時(shí)，如果不采取措施，常常會(huì)因?yàn)閵A緊力、磨削力、磨削熱、內(nèi)應(yīng)力等原因，使工件產(chǎn)生較大的變形，不能保證零件的加工質(zhì)量為減小零件的變形，我們根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，制訂了合理的加工工藝流程，設(shè)計(jì)了專用磨削夾具并采取了特殊的裝夾方法，可以有效地保證該類零件的加工質(zhì)量。

　　一、零件在磨削外圓時(shí)的變形分析

　　根據(jù)零件的外形特點(diǎn)，采用錐度心軸裝夾時(shí)，工件在夾緊力的作用下，由于錐體的作用而產(chǎn)生的徑向分力會(huì)使工件變形。此外，由于在磨削時(shí)，工件的內(nèi)壁磨削熱不易散失，磨削熱也是引起薄壁零件變形的重要原因。由于工件變形，磨削后工件會(huì)形成馬鞍形，難以保證工件的圓度及同軸度誤差要求，必須通過(guò)設(shè)計(jì)專用夾具并采用合理的工藝方案才能確保零件的加工質(zhì)量。

　　二、夾具結(jié)構(gòu)和使用原理

　　該夾具為心軸、漲套可調(diào)式結(jié)構(gòu)，由心軸1、固定銷2、左定位板3、拉桿4、支撐板5、右定位板6、彈簧套7、壓板8、帶肩螺母9和頂絲螺栓10組成，其中左、右定位板與工件之間的配合為H6/h5，右定位板6與彈性套7之間的配合為E8/h7。彈簧套7的內(nèi)錐度為20°使用夾具時(shí)，先用固定銷2將左定位板3固定在心軸1上，然后在心軸的另一端安裝上支撐板5，以零件加工好的內(nèi)孔為定位基準(zhǔn)裝入夾具，再將右定位板6裝在心軸上并與零件內(nèi)孔配合，在夾具上插人兩根拉桿4(位置均布)并用螺母鎖緊，這樣就將夾具緊固在工件上了：然后再將彈簧套7插入心軸1與右定位板6之間的間隙中，安裝壓板，擰緊心軸上的帶肩螺母9，將彈簧套壓入，彈簧套就可以起到自動(dòng)定心作用，而使心軸的軸線與工件的軸線保持一致，夾具就安裝完成了。零件加工好后先松開(kāi)帶肩螺母9，擰動(dòng)三個(gè)頂絲螺栓10(三個(gè)頂絲螺栓10位置均布，并與兩根拉桿4位置錯(cuò)開(kāi))，右定位板就可帶動(dòng)彈簧套7沿相反方向退出工件，夾具就可以方便的拆卸了。

　　三、磨削砂輪選型

　　選擇砂輪時(shí)，砂輪特性如磨料、粒度、硬度、結(jié)合劑、石墨填料和砂輪組織對(duì)磨削質(zhì)量都有影響，如果選擇不當(dāng)，就難以使工件達(dá)到預(yù)期的表面粗糙度。此外還應(yīng)盡可能提高砂輪的切削性能，控制好砂輪工作表面磨粒的微刃及其等高，并使其保持鋒利狀態(tài)。鑒于該零件的材料為45號(hào)鋼，為降低零件表面粗糙度，所選用的砂輪磨料的粒度要適中，硬度可以稍小一些。這是因?yàn)樘�硬的砂輪�?dāng)其已完全鈍化后，磨粒仍不能脫落，繼續(xù)磨削反而使粗糙度變大。實(shí)際應(yīng)用中，砂輪的選用以微晶剛玉或單晶剛玉、硬度為中級(jí)(K)、粒度為46號(hào)至60號(hào)為宜。此外，砂輪在使用前必須要經(jīng)過(guò)修整，使砂輪表面有良好的磨粒切刃和微刃的脫粒性及等高性，從而確保工件磨削的表面粗糙度要求。

　　四、磨床設(shè)備選用

　　為減小零件加工的形位誤差，設(shè)備的選擇非常重要。要求機(jī)床主軸要有較高的回轉(zhuǎn)精度，徑向跳動(dòng)不大于0.001mm，主軸剛度好，機(jī)床各部分不應(yīng)有振動(dòng)現(xiàn)象，蘭生公司提供的日本太陽(yáng)工機(jī)數(shù)控立式磨床具有磨削精度高、加工效率高、占地面積小、自動(dòng)化程度高等優(yōu)點(diǎn)。特別在大工件的裝夾方面具有臥式磨床沒(méi)有的優(yōu)點(diǎn)。是大直徑薄壁零件磨削加工的最佳選擇。