内径磨削理论与技能 哈轴集团小型球轴承分厂 内径班组培训资料 2011年6月主要内容一、内径磨削的工艺特性 二、切入磨削法的特点 三、对砂轮接长轴的要求 四、机床加工前、加工时的一般调整准备工作 五、内径磨削对砂轮修整时的要求 六、内径磨削对表面粗糙度的影响 七、内径主动测量仪（表机）的调整 八、D923内径检测仪器的对表方法 九、内径工序常见质量问题及解决方法 十、内径机床液压系统常见故障判定及排除方法一、内径磨削的工艺特性 n1、磨孔时砂轮直径受到孔径的限制，使用砂轮直径较小，容易磨钝，需 要经常修整和更换，因而增加了辅助时间。n2、由于内径磨削的砂轮较小，要获得最有利的磨削速度，就必须提高砂 轮的转速。因而对工艺装备提出了较高的要求。（在以30米/秒的磨削速 度磨削12mm孔径工件时，必须采用60000转/分的砂轮主轴）n3、由于内径磨削的砂轮直径小，紧固砂轮的砂轮接杆直径更小，悬伸长 度又较大，所以刚性较差，磨削时容易产生弯曲变形和振动，使工件的 加工精度和表面粗糙度难以控制，同时又限制了磨削用量的提高，影响 生产效率。n4、内径磨削时砂轮与工件的接触弧面积比磨削外径时大，容易产生磨削 热，而且磨削时冷却液不能充分地喷射到磨削区域，排屑困难易产生磨 削热，散热条件较差，影响切削性能。n由于上述因素的存在，又加上内径工序尺寸及形位公差的严格要求，因 此，内径磨削是轴承零件加工的关键工序之一，也是磨加工过程中的薄 弱环节。为了保证产品质量和提高生产效率，对内径磨削的研究与掌握 操作技能尤为重要。二、切入磨削法的特点n1、整个砂轮宽度上的工作情况相同，可以充分发挥所 有磨粒的切削作用，因而生产效率高。n2、工件和砂轮接触面积较大，发热量大，散热差，工 件表面容易烧伤，因而冷却液要充分。n3、砂轮工作时整个表面参加磨削，排屑困难，砂轮容 易塞实和磨钝，因此砂轮特性选择要适当。n4、由于切入法连续进给，切削力大砂轮接杆容易产生 弹性变形，所以磨削n时必须选择合适的磨削用量以及延长光磨时间。n5、砂轮只作横向切入，容易在工件表面出现重复的痕 迹，影响工件表面加工质量，因而需要砂轮作纵向距 离的振荡运动。三、对砂轮接长轴的要求n1、从工艺上要保证接长轴上各处外圆与接长圆柱面的 同轴度。n2、接长圆柱面应与磨头主轴圆柱孔配合，以保证圆柱 体的接合刚性。n3、为了提高接长轴的刚性，接长轴伸出磨头主轴外的 杆身应短而粗。杆身的长短取决于被磨削孔的长度， 砂轮在孔端的伸出量，还有工作台在作往复运动时应 保证磨头、接长轴与机床的其他装置不碰撞。在满足 这三方面要求后，杆身越短越好。接长轴大小取决于 砂轮大小。n4、接长轴可用中碳合金钢或中碳钢制造，并经淬火、 回火。硬度为HRC38-48。四、机床加工前、加工时的一般调整准备工作n1、确定要加工的工件规格，领标准件，调对检测仪器。n2、确定要加工的工件后，首先要根据工件端面、孔径的大小确 定磁极（胎垫）的型号，顺时针上紧后，对磁极端面进行修磨。 修磨时必须将头架拨正，换上修磨磁极的专用砂轮并将砂轮修成 碟形，然后缓慢地将工作台左行，使砂轮接近磁极，并将工作台 上的螺钉与挡块顶死，适当调低系统压力，以免因压力过高引起 振动和爬行。手摇横向进给手轮，使砂轮与磁极的接触为圆弧接 触，用较小的接触面积来保证修磨质量。渐渐调松工作台螺钉， 使砂轮缓慢接触磁极进行修磨，并用冷却液清洗、冷却磁极和砂 轮。修磨新磁极时，修磨量要大一些。待火花减小并均匀分布后 ，退回工作台，停止砂轮、磁极，检查磁极修磨质量，磁极端面 应平整光滑、砂轮花分布均匀，端面跳动量应不大于0.002mm。调整工作n1、恢复系统压力，根据工件外径大小调整偏心量及上 、下支承夹角，两夹角通常在110-130 间选取。将 工件放到磁极上，使工件与磁极基本同心，调整上、 下支承，使工件与磁极的偏心量等于选定的偏心量， 稍紧固两支承，然后用涂色法调整，使支承与工件具 有良好的接触，紧固支承，将工件离开两支承2-3mm, 开动工件轴，若工件很快靠紧两支承并稳定的旋转， 就证明已调好。若工件有跳动或飞出现象，要再次调 整至稳定旋转为止。通磁后，用手径向拨动工件，稍 用劲能将工件拨动松开后能很快靠紧两支承并稳定的 旋转，就证明已调好。n2、根据工件规格调整上、下料装置并安装固定好。检 查下料是否顺畅。更换砂轮并修磨至合适尺寸。调整工作n3、调整好砂轮超越工件孔口的长度。砂轮超 越工件孔口的长度一般是砂轮宽度的1/3-1/2。 如果超越长度太小，两孔端磨削时间短，被磨 去的金属层比孔中间部分少，内孔容易产生中 凹。如果超越长度太大，砂轮的宽度大部分超 过孔口，则由于砂轮轴的弹性变形消失，在孔 口磨出的金属层就增加，特别是直径比较小的 孔径尤为显著，工件形成“喇叭口”。试磨n1、工件试磨，要测量孔两端的尺寸，如果孔两端产生 锥度，则说明工件的旋转轴线与工作台纵向行程方向 不平行，此时要调整机床头架。锥度初步调整后，将 砂轮修整一次，再以较小的切削深度将内孔磨一刀， 然后测量一下孔的锥度，如仍超差，头架继续作微量 调整。在批量加工时往往会出现锥度，此时不要盲目 的调整头架。此时锥度的产生是因为砂轮磨钝或塞实 后，切削力增大，接长轴产生较大的弹性变形，致使 工件再次产生锥度超差的情况，这时要及时修整砂轮 。另外，上工序留量没符合工艺要求等，也会产生锥 度。n2、在磨削内锥孔时，可根据工件工艺角度要求直接在 机床上转动头架，并根据内径是顺锥还是倒锥决定头 架逆顺时针转动方向。制作首件n机床调试完成后，产品批量加工前应制 作首件，填写好首件卡片的相关内容后 由检验员对首件确认后方可生产。操作 者在加工过程中应随时用首件校对仪表 ，避免批量不良品的发生。制作首件n1、首件的定义：生产加工中，拟进行批 量生产前连续的三个产品，尺寸特性均 分布在上下公差带的1/3区域内，选取其 中实测值最差的一个合格品。制作首件n2、遇下列情况需制作首件n加工中变更产品品种，更换工、夹、量 、模具、操作者、设备维修时需制作首 件。n操作者完成的首件（一件）产品应满足 首件的定义要求。n首件验证合格后放在作业台的指定区域 。五、内径磨削对砂轮修整时的要求n磨削过程中由于摩擦等原因，砂轮上磨粒将逐渐变钝 ，切削性能降低，因而作用在磨粒上的切削压力不断 增大至一定数值时，有些磨粒会发生崩裂，并在碎裂 面上形成新的锋利刃口，另有些则整个地从砂轮上脱 落下来，让里层没有参加过切削的磨粒露出砂轮表面 ，使砂轮持续保持切削性能，砂轮的这种特性，叫做 自锐性或自励性。但由于磨削过程很复杂，有些磨粒 磨钝后不一定都自动脱落或崩裂，有时磨屑、碎磨粒 和结合剂等会塞住砂轮的空隙，使砂轮的切削性能降 低或完全丧失切削能力，因此单靠砂轮的自锐性还不 能长期保持砂轮的切削性能，而必须在工作一段时间 后，对砂轮表面进行修整，以恢复砂轮的切削性能。 内径磨削对砂轮修整时的要求n砂轮的修整质量对磨削效果有很大的影 响，砂轮表面修整的粗糙，磨削效率提 高，粗糙度上升；砂轮表面修整的平整 ，表面粗糙度下降，磨削效率降低，因 此，要正确修整砂轮，选择合适的修整 量。 修整砂轮时应注意下列事项：n1、金刚笔尖要保持锋利，修整时有尖啸声或磨钝后应及时翻转金刚笔角度。n2、金刚笔装在修整器中外伸的长度要短，装夹要牢固，以免修整时发生抖动，影 响修整质量。n3、在安装前和使用过程中，要经常检查金刚笔尖焊接是否牢固以及是否有裂纹， 以免修整时金刚笔尖脱落。n4、金刚笔与砂轮的接触点应低于砂轮轴线1-2毫米，金刚笔杆并向上倾斜10-15 ，并在水平方向与砂轮轴线倾斜15-30。金刚笔切不可装在砂轮轴线上面，否则 在磨削力的作用下金刚笔尖会刺入砂轮内，加剧金刚笔的振动，若安装过低，作 用力太小不能发挥金刚笔的尖锐作用，影响修整质量。n5、根据加工要求确定修整用量，粗磨时砂轮表面修整得粗糙些，精磨时砂轮表面 修整得光整些，可采用降低修整导程或减小修整量的方法，将砂轮表面修整的平 整光滑使磨粒的微刃等高性提高。n6、修整时应充分冷却，冷却液不得间断，以免金刚笔因骤冷骤热而碎裂。不使用 冷却液修整时，修整几次后应停顿一下，使金刚笔得以冷却。 六、内径磨削对表面粗糙度的影响n工件表面粗糙度对轴承的性能、寿命、装配和 抗锈蚀能力都有很大影响，所以轴承在生产过 程中，对于表面粗糙度有严格要求。影响工件 表面粗糙度主要有下列因素：n一、磨削用量对粗糙度的影响n磨削用量直接影响磨削时的切削厚度的厚薄， 因此，要获得较低的表面粗糙度就必须减小磨 削时的切削厚度，必须合理选择磨削用量。内径磨削对表面粗糙度的影响n1、提高砂轮速度后，单个磨粒切削厚度变薄，切削力和磨削热 就减小，工件表面的粗糙度就下降。但砂轮速度不能太高，否则 会引起工件的振动，被磨削的工件表面会出现波纹或其他振动波 纹。因此，要合理选择砂轮速度。n2、提高工件速度后，单个磨粒切削厚度增加，工件表面的残留 面积增大，表面出现粗糙不平，粗糙度上升。但是提高砂轮速度 后，会引起振动，产生波纹度。因此，根据工件加工的精度要求 适当降低工件转速。n3、提高纵向进给量后，工件表面的残留面积增加，出现螺旋形 痕迹，粗糙度上升。因此，根据工件表面粗糙度和磨削效率的要 求适当减小纵向进给量。n4、磨削深度增加后，磨粒的切削厚度增加，粗糙度上升，切削 力和磨削热增大，粗糙度上升。因此，要合理减小磨削深度或增 加光磨时间。内径磨削对表面粗糙度的影响n二、砂轮特性和砂轮的修整对粗糙度的影响n1、选用较细粒度的砂轮，可减小被磨削工件表面上的 残留面积，可降低工件表面粗糙度。因此，当工件粗 糙度较高时可选用较细粒度砂轮磨削或精修砂轮。n选用硬度偏软砂轮，磨粒容易脱落，使工件表面产生 拉毛和划痕，使表面粗糙度上升。因此，适当提高砂 轮硬度可降低工件表面粗糙度。但硬度过高会引起工 件表面烧伤。n2、为保证砂轮的自锐性和砂轮表面磨粒的等高性，应 选用锐利的金刚笔或选用较小的横向进给量和纵向进 给量。内径磨削对表面粗糙度的影响n三、机床对粗糙度的影响n1、要保证工件粗糙度，机床砂轮台的纵向运 动应平稳无爬行，砂轮修整速度可根据砂轮长 度、直径、速度的大小适当调整。砂轮较短、 直径较小、速度较高可适当减小修整速度。n2、应保证头架横向进给机构的精度要求。并 能使横向进给机构实现准确、平稳、微量的进 给。n3、应减小机床的振动，增加机床刚性，减小 弹性变形。冷却液对粗糙度的影响n1、冷却液使用不当会影响工件表面粗糙 度。因此，要使冷却液充足并以一定压 力喷射到磨削区域。n2、冷却液要清洁，要经常过滤冷却液中 的磨屑和碎磨粒，避免工件避免出现拉 毛和划伤，造成表面粗糙度上升。七、内径主动测量仪（表机）的调整n先取一个符合工艺要求的工件，放在已调整好的电磁 夹具中，并上磁夹紧，然后调整测量仪使测点贴近工 件，调整上、下测量杆的相互位置使两个测点在同一 直径线上，并调整两个测点的涨力，使下测点的涨力 略大于上测点涨力，调整完毕紧固螺钉，再次调整测 量仪位置，使其两个测点位于工件内径距外端面2-3毫 米处。此时调整测量仪表指针或数码置“零”位，粗调 时可调测杆上调整螺钉，细调时可调整电感仪或微机 上的电位器。置“零”位后，使测量装置反复进出工件 ，并使测点反复收张，看其指针或数码是否每次在“零 ”位，如果都在“零”位上，说明电感测量装置已调整完 毕。八、D923内径检测仪器的对表方法n一、标准件的计算和对表，可按下列步骤进行：n首先确定工件的技术条件，记下设计给定基本尺寸和上、下偏差 ；n根据设计的基本尺寸选择标准件，尽量使标准件的基本尺寸与工 件的基本尺寸相一致；n按下列公式的标准件进行计算，求得实际尺寸：n标准件实际尺寸=标准件基本尺寸士实际偏差；n按公式求出标准件对零位的偏差：=标准件实际尺寸-工件的基本 尺寸n考虑基本尺寸的上、下偏差和对零位偏差的数值及正