磨削砂轮主轴的工艺要求与规范操作

工件图如图3-1所示。

图3-1 砂轮主轴

1.考核要求

（1）工具要求 正确选用磨具、平衡砂轮、修整砂轮等。

（2）尺寸及公差要求 零件为外圆磨床砂轮主轴。主轴ϕ65h7（_-⁰0.030）mm为主轴的支承轴颈，圆度和圆柱度公差为0.002mm，径向圆跳动公差为0.003mm。圆锥1∶5用于安装砂轮法兰和带轮，锥面用涂色法校验接触面大于80%，对两端ϕ65h7（_-⁰0.030）mm的外圆公共轴线的径向圆跳动公差为0.003mm。

（3）表面粗糙度要求 主轴ϕ65h7的外圆表面粗糙度值为R_a0.025μm；ϕ65 _-⁰0.10mm的外圆表面粗糙度值为R_a1.25μm；尺寸及两轴肩表面粗糙度值为R_a0.2μm；圆锥1∶5表面粗糙度值为R_a0.63μm。

（4）考试时间 准备时间30min；操作时间420min。

2.考前准备

（1）工具 常用工具（自选）。

（2）量具 外径千分尺（50～75mm）；杠杆千分尺（50～75mm）；游标卡尺（0～150mm）；指示表（分度值0.01mm）；指示表（分度值0.001mm）及磁性表座；1∶5圆锥环规。

（3）辅具 铜皮、鸡心卡头、顶尖、金刚石笔及砂轮修整器、红丹粉、中心孔研磨机、毛刷、棉纱、棉布等。

（4）砂轮 粗磨砂轮特性AF60K；精磨砂轮特性WAF80K；精密磨砂轮特性WAF100L；超精密磨砂轮特性WAF240K。

（5）设备 M1432B型万能外圆磨床；MG1432型高精度万能外圆磨床。

（6）材料 9Mn2V，热处理淬火60～62HRC。

（7）操作前准备

1）操作前先审图样，检查量具及备料尺寸，低速运转机床，研磨中心孔至R_a0.8mm并涂黄油。

2）制定磨削工艺。ϕ65h7的外圆经粗磨→半精磨→精磨→精密磨→超精密磨削加工，其表面粗糙度值逐步减小，同时逐步提高加工精度。超精密磨削时的加工余量为0.005mm，可以分多次磨削加以消除。

超精密磨削用量选择：v_s=19m/s；v_w=16m/min；v_f=60～200mm/min；α_p≤0.001mm。

3）工件的定位夹紧。用两顶尖装夹工件。中心孔经过研磨，用涂色法检查工件中心孔与顶尖的接触情况，并清理中心孔。为减少顶尖工作面的磨损，应采用硬质合金顶尖。工件装在两顶尖之间，夹紧力要适当。夹紧力过小，会影响加工的精度，反之，则会加大中心孔的磨损。

3.评分标准

评分标准见表3-1。

表3-1 评分标准

（续）

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现场操作规范评分标准见表3-2。

表3-2 现场操作规范评分表

4.工件的磨削步骤

此外圆磨床砂轮主轴是在热处理淬火后进行磨削加工的。

基本操作步骤描述：检查毛坯余量、研磨中心孔→装夹工件→粗磨ϕ65 _-⁰0.10mm和ϕ65h7外圆→人工时效→研磨中心孔→磨ϕ83mm至尺寸、半精磨ϕ65 _-⁰0.10mm和ϕ65h7外圆→粗磨1∶5外圆锥面→精磨1∶5外圆锥面→精磨ϕ65 _-⁰0.10mm外圆→精密磨ϕ65h7外圆→超精密磨ϕ65h7外圆。

步骤1：检查毛坯余量，研磨中心孔，用涂色法检查工件中心孔，接触面应大于90%。

友情提示:中心孔和顶尖的形状要正确，表面粗糙度值要小。

步骤2：装夹工件，用鸡心卡头垫铜皮夹住右端M36×3LH-6g螺纹处，将工件装夹在两顶尖之间，夹紧力要适当。

友情提示:磨床头、尾架的顶尖的中心要对准，工件装夹在两顶尖之间，夹紧力要适当。

步骤3：在外圆磨床上粗磨ϕ65_-⁰0.10mm和ϕ65h7外圆，留余量0.20～0.25mm。

步骤4：热处理人工时效。

步骤5：研磨中心孔，用涂色法检查工件中心孔，接触面应大于95%。

步骤6：磨ϕ83mm至尺寸，磨台阶面至尺寸要求，半精磨ϕ65_-⁰0.10mm和ϕ65h7外圆，使圆度误差和圆柱度误差均小于0.002mm。左端ϕ65h7外圆对右端ϕ65h7外圆的轴线的径向圆跳动误差小于0.003mm，留余量0.03～0.05mm，ϕ65h7外圆的表面粗糙度值为R_a0.4μm。

友情提示:磨削多外圆柱面时，应在一次装夹过程中完成。

步骤7：调整机床，粗磨1∶5外圆锥面，用涂色法检验1∶5外圆锥面与圆锥环规接触面应大于80%。留余量0.03～0.05mm。

步骤8：精磨1∶5外圆锥面至符合图样要求。

步骤9：精磨ϕ65_-⁰0.10mm外圆至图样要求，磨出台阶面，精磨ϕ65h7外圆，留余量0.01～0.012mm。

友情提示:若在磨削工件表面过程中出现表面振痕，应重新平衡砂轮。

步骤10：精密磨ϕ65h7外圆，留余量0.004mm。此表面粗糙度值为R_a0.05～0.1μm，无划伤和多角形痕迹，径向圆跳动误差小于0.001mm。

步骤11：超精密磨ϕ65h7外圆至符合图样要求。

友情提示:1）超精密磨时，砂轮特性选择要合适，磨削余量要适当。

2）修整砂轮时，要注意安装金刚石笔的刚性，以免引起振动。修整时，要

充分冷却，以获得等高微刃性。砂轮修整后用毛刷清理砂轮表面，并用切削液冲洗沙粒。