高精度細長軸的特殊磨削方法及事項

    細長軸通常指長度與直徑之比大于12的工件。其加工難度較大，主要是其加工剛性很差，磨削時，因磨削力和工件自重的作用，易在橫向產(chǎn)生彎曲變形，磨出的工件呈現(xiàn)腰鼓形；磨削時易振動出現(xiàn)縱向振痕；此外，中心孔稍有偏差，工件就會產(chǎn)生橢圓形，兩頂尖連線與縱向行程稍不平行就會產(chǎn)生錐形等。傳統(tǒng)的方法是使用中心架，但調(diào)整很不方便，現(xiàn)行的仿形法和成形法對單件、小批生產(chǎn)又不經(jīng)濟。本文介紹凹形砂輪磨削法和趕刀磨削及多刃磨削法以解決上述的問題。
1 凹形砂輪磨削法
    圖1所示為一精密細長軸，磨削時將砂輪修整成凹形并用特殊的小彈性頂尖，見圖2，這樣，可減少砂輪與工件的接觸面積，又因砂輪整體寬度不變，可減少細長軸在旋轉(zhuǎn)中產(chǎn)生的自激振動。

圖1 工件


圖2 特殊頂尖

砂輪的選擇 見表1
切削用量的選擇 見表2

2 趕刀磨削和多刃磨削法
    將砂輪修成階梯狀，因精度較高，一般分2～3級；又因要求表面粗糙度值較低，階梯深度一般取最小深度為0.01～0.02mm，且最后一個階梯應寬一些，見圖3。總之，因多刃磨削，可增大磨削量，提高生產(chǎn)率，又因相對減少了砂輪寬度，從而減少了磨削壓力，保證了工件質(zhì)量。砂輪的選擇與切削用量的選擇同表1、3。

圖3 階梯狀砂輪

3 注意事項
為了更好地利用上述兩種方法，磨削精度要求較高的細長軸還需注意下述事項：
    不宜使用單爪撥盤 因為單爪撥盤在傳動中傳動力與切削力方向有時相同，有時相反，易造成工件圓柱度超差，故可采用雙爪撥盤平衡傳動力，以消除該項誤差。
    橫向進給量工作臺每往復一次的橫向進給應小于或接近于砂輪最小階梯寬，必須指出，磨削用量與零件材料和砂輪材料有關，在確定磨削用量時要加以考慮。
    轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速應選擇低一些，這是為了減少細長軸旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的振動。此外，工作臺縱向速度較大，可將一部分切削力轉(zhuǎn)化為軸向力，從而減小徑向力。
    消除工件殘余應力 精磨前要經(jīng)過校直和消除應力處理，減少工件彎曲應力。
    工件磨好后要吊直 為了保證細長軸的加工精度，工件一定要垂吊，否則會因為工件本身的自重而使其產(chǎn)生彎曲。另外，工件裝夾在兩頂尖上的時間不能過長，特別是磨削將要結(jié)束時工件余量已經(jīng)很少，易因工件彎曲而報廢。
    冷卻液 為了減少細長軸磨削時的熱變形，工件應得到充分冷卻，但水流不能太急，應加大噴嘴出水流量。
    尺寸控制 精磨工件在只剩0.02～0.03mm余量時，不要急于求成，要對工件質(zhì)量狀況全面分析之后，再繼續(xù)終磨至尺寸。