磨床内圆磨头的修理

摘要：随着机械装备工业的迅猛发展，精密磨床的使用越来越广泛，其作用也越来越重要，内圆磨具是万能外圆磨床的关键部件，对零件的内孔磨削质量起着至关重要的作用，是加工出合格零件的根本保证，本文着重论述了内圆磨具的特点与修理方法，简单可行，具有较强实用性。
关键词：内圆磨具，镀铬，砂轮主轴，套筒，调整
一引言：
机械加工厂制造各类精密零部件常常离不开各类磨床，如：万能外圆磨床，工具磨床，内圆磨床等，高精度外园磨床等。这些磨床往往配有非常重要的部件：内圆磨具，俗称内圆磨头，因为它是磨削零部件内孔不可或缺的一部分。所以，内圆磨具的修理具有很大的实际意义。
二内圆磨具的特点与存在的问题：
内圆磨具因使用要求的不同，转速高低的不同，负荷大小的不同及加工范围的不同，其结构形式多种多样，以下图一是内圆磨具的一种典型结构。

图一
内圆磨具的特点是转速较高，一般都在6000转/分以上，有些达到20000转/分，需要磨削的内孔一般精度较高，因此内圆磨头的旋转精度要求也很高，径向跳动都在0.005mm以内。另外受结构的限制只能靠轴承内部的的润滑脂自身润滑。在维修过程中，频繁的拆卸轴承会造成主轴轴颈和套筒内孔的过早磨损，从而破坏了主轴和套筒的原有几何，尺寸精度，致使磨头的精度很难恢复。如果报废主轴和套筒会使成本大大增加，降低使用寿命，如向厂家求购周期又太长，成本太高。因此，主轴和套筒的修复是内圆磨具维修关键的部分。
三内圆磨具的修理
以上说过，内圆磨具的修理主要就是主轴和套筒的修复，经过多年的实践摸索和学习发现，许多的内圆磨具虽主轴轴径磨损，拉毛甚至有明显的啃痕，但拆卸过程中外圆锥面，精度并无太大的损伤；套筒轴承安装部分内孔虽然磨损但其同轴度并没有发生太大的变化，尚能达到使用要求。因此本人分如下步骤进行修理：
（1）砂轮主轴：首先对砂轮轴的磨损情况进行分析，测绘（用千分表，偏摆仪测量主轴各项跳动量是否达到实用尺寸），决定采用镀铬修复的方法。通过修研两端的中心孔，测量除轴径外的各外圆的尺寸，锥面（孔）的径向跳动的数值，要求在0.002-0.003mm之间，其后修磨主轴轴径(为在镀铬后，加工前有一测量基准，主轴中间有一长外圆必须“见光”，圆度（0.002，粗糙度Ra0.8)如下图二所示：

图二
修磨时应保证单边镀层厚度不大于0.20mm，修磨中和修磨后反复计量各外圆，锥面（孔）的跳动是否发生变化，如有变化应重新

修研中心孔。镀层的厚度应考虑磨削加工余量（单边磨削余量在0.04-0.06mm之间），镀前应对中心孔和不镀的外圆等加以保护，镀后须重新测量不镀的各外圆，如无任何变化和缺陷即可进行修复轴径。为考虑装配的方式和装配后轴承不宜过热，轴径的磨削尺寸尽量取中差或配磨。磨削时注意冷却液要充足，进刀量一定要小，否则容易使中心孔研损或变形。
（2）主轴套筒：在旧套筒内孔同轴度能满足使用要求下，为保证其配合精度，经过反复研究，确定了对轴承外环进行镀铬的办法。
为保证轴承外环镀铬时留有测量基准，本人在外环中间绕了一圈宽3-4mm的胶带纸，。为避免轴承内部因镀铬工序或刷镀而造成腐蚀，并和技术人员研究设计了专用两用芯轴，一是使用垫圈密封，螺母锁紧，用铜皮，铝是为了使芯轴保证良好的导电性；二是工装锁紧后应保证外环外圆镀层处跳动始终控制在0.001-0.002mm之间，镀铬时应保护芯轴中心孔清洁，螺纹部分也应采取相应的保护措施，使轴承外圆必须清理干净，不能有任何油污和杂质存在。镀后拆去胶带纸，清理中心孔，而后测量（用偏摆仪）没有镀层的部分跳动是否超差，如确认，可对轴承外环进行磨削加工。外圆磨削前应统一调整好锥度在0.003-0.004mm之间，并测量套筒内孔的尺寸做好记录，对各个轴承进行配磨，不同的转速，不同的结构轴承外圆与套筒内孔的配合尺寸不同，一般6000-8000转/分，应控制过盈为0.004-0.006mm,10000转/分的内圆磨头应控制间隙在0.002-0.005mm之间。
（3）内圆磨头的装配
修复好主轴和套筒后就可以进行装配了，首先要进行清洗工作，保证装配时无任何的油污和杂质，其它零部件如弹簧应换为新的，并要求两端面平整。测量各个轴承的内径和外圆实际尺寸，做好详细记录，并根据套筒的尺寸记录，选配相应的轴承，全部零件精修棱边，去毛刺，通过预加负荷配磨各个相应的轴承内外垫后精研磨各个垫的端面。成组轴承要求内径，外径的尺寸一致性《0.002mm,装配中主轴轴承和相配合的主轴轴径的相对位置必须是轴承内圈的径向跳动量的相反方向；同样轴承外圆的径跳高点与套筒内孔的径跳低点应处在同一位置；装配后应检测主轴的的径向跳动和轴向窜动符合设计要求，运转5分钟后主轴无异常噪声，砂轮轴温度不在急剧上升，20-30分钟短暂高速运转，未发现温度急剧上升情况，停止运转一段时间等磨头完全恢复常温后，反复试验几次，最终以高速运转两小时后前后温度均小于20°C为正常合格。反之则需要拆开检查。
四结束语;
由于采取了了以上的修理方案和

加工方法，我厂数台内圆磨头均得到了成功的改造，精度达到了理想的效果，成本大大的降低（买一套内圆磨具需要6000元以上，而照以上方案的维修费用只有上千元左右，不仅节约了费用，节省了时间，而且解决了工件内孔的精密加工的问题，满足了生产的急需，并取得了明显的经济效益。
作为本人在日常工作中的一点经验和体会，希望对各位师傅在平时设备的维修工作得到启发，少走弯路，更好的完成自己的工作。
参考文献
[1]《机修手册》（设备修理和改装常用材料）中国机械工程学会主编，1972年
[2]《机械设计工艺基础》上海科技出版设，1975年
[3]《最新金属切削加工工艺》金盾出版社陈家芳2007年
[4]《金属切削机床》主编黎飞熊1981年
[5]机械工程手册第29篇《轴承》，机械工业出版社1999年