如何优化训练7磨球轴的加工精度？

一、工艺准备

1.分析图样

图2-75所示为球轴零件图。工件材料为40Cr，热处理淬火50～55HRC。φ80h6的圆柱度公差为0.001mm，表面粗糙度值为Ra0.2μm。球面尺寸为Sφ（150±0.01）mm，同轴度公差要求为0.002mm，表面粗糙度值为Ra0.4μm。球面球台尺寸为35mm。

2.磨削工艺

球轴的加工工艺见表2-35。车削留余量0.40～0.45mm。φ80h6外圆采用粗磨、精密磨削法加工。Sφ（150±0.01）mm球面采用展成法磨削。展成法是利用两圆的轴心相交回转，使砂轮的磨削圆展成球面，是一种高精度的成形磨削法，使用设备简单。展成法磨削时，砂轮主轴与工件轴线成90°角。磨削时，磨削弧很长。为此，可采用开槽砂轮，以减少砂轮与工件的接触，减小磨削热。工件的圆周速度影响加工的表面粗糙度，应取较低的圆周速度（在M1432C机床上取转速n_w=82r/min，转速太高）。成批生产在专用机床上，可取更低转速，比较理想的转速为n_w=1～36r/min。

图2-75 球轴

表2-35 球轴的加工工艺

3.工件的定位夹紧

工件采用两顶尖装夹。为在工艺上满足高的加工要求，使两φ80h6能在一次装夹中磨削，以减小定位误差对加工的影响。工件上设置工艺螺纹M10-6H，以便用拨杆传动工件。

4.砂轮选择

选择杯形砂轮的特性为：WAF60K。

选择平行砂轮的特性为：WAF60L、WAF80L。

5.设备选择

条件有限的企业选择机床为万能外圆磨床MA1420，成批生产则应设计使用专用展成法磨球机床效果好。

二、工件磨削步骤及注意事项

1）研磨中心孔。

2）粗磨φ80h6外圆。在万能外圆磨床上，工件用两顶尖装夹，粗磨φ80h6外圆，留余量0.08～0.09mm。

3）调整万能外圆磨床的砂轮架，使砂轮主轴与头架主轴及尾座顶尖连线成90°角。找正方法如图2-76所示。将心轴装在砂轮主轴上，用指示表在横向检测，找正砂轮主轴轴线的垂直度误差在0.01mm以内，找正后紧固砂轮架。(www.xing528.com)

4）球面展成磨削法如图2-77所示，杯形砂轮磨削圆直径不宜过大，以防止砂轮端面与外圆轴颈接触，取适当空隙C，C按下列简化式计算

图2-76 找正砂轮主轴的位置

图2-77 球面展成磨削法

杯形砂轮磨削圆直径按下式计算

d=2L+2C=2×35mm+2×24.51mm=119mm

5）将砂轮装在法兰盘上。在砂轮端面上开槽，并静平衡砂轮。

6）用展成磨削球面。按粗磨、精磨，展成磨削球面至尺寸Sφ（150±0.01）mm。

7）在另一台磨床上精磨φ80h6外圆至尺寸，工件一次装夹磨削两处外圆。工件由工艺螺纹处的螺杆经拨杆传动进行磨削。

注意事项：

1）按成形展成的原理要求，要使砂轮中心与工件中心保持等距在0.01mm内。普通外圆磨床砂轮主轴与头架主轴的等距度公差为0.3mm，故影响加工精度。

2）可按磨削花纹的形状来判断砂轮与工件中心的等距度误差。如果在被磨削表面上出现凸状花纹时，说明砂轮的下半周参加磨削，砂轮中心高于工件中心；如果为凹状花纹，则相反。磨削表面为双花纹时，球面圆度可达到0.001～0.002mm。此时，砂轮与工件中心的等距度误差在0.005mm内。

三、精度检测及误差分析

工件的圆柱度，圆度和同轴度用圆度仪测量。

球轴磨削的缺陷及预防方法见表2-36。

表2-36 球轴磨削的缺陷及预防方法