15年专注于精密细长轴制造

一、磨削特点

一般把长度与直径之比大于10的工件称为细长轴，细长轴的刚性很差，磨削时，细长轴在磨削力和磨削热的作用下容易产生变形；当工件长径比超过40后，由于工件自重产生的挠度会使工件在加工中产生让刀现象，导致被加工表面出现素线不直的缺陷。由于自身刚度较差，磨削过程中容易产生受迫振动和自激振动，使表面产生直波振纹和多角振纹并出现径向跳动误差。因此，影响磨削加工精度的主要因素是工件自身刚性不足和加工中磨削力和磨削热。磨削细长轴的关键是如何增加工件的支撑刚度，减小磨削力的磨削热。

二、磨削方法

磨削细长轴时应在操作和装夹方法上设法减少工件变形，具体注意一下几点：

（1）工件在磨削前，应增加校直和消除应力的热处理工序，避免磨削时由于产生内应力使工件变形。

（2）合理选择砂轮。应选择粒度较粗、硬度较低和宽度较窄的砂轮，为了减少磨削力，可以将较宽的砂轮修窄。

（3）因砂轮越钝磨削径向力越大，工件越容易产生弯曲变形，有必要经常修整砂轮，以保证工件的几何精度。粗磨的砂轮要用尖角的金刚石，采用较大的修整量进行修整，磨削过程中，要经常使砂轮保持锋利。

（4）为减少工件的圆度误差和振动，可采用双拔杆拔盘，是工件受力均衡。

（5）尾架顶尖对工件的顶紧程度比一般磨削送一些，这样可防止工件因为顶紧力而引起的弯曲变形，也可以减小工件在磨削时因为热变形伸长而引起的弯曲变形。

（6）采用中心架支撑。中心架的数量应更具工件的长度和直径来确定，见表3.1-1。安装中心架时应注意支持中心与工件中心相重合。为了保证托架与工件的理想外圆表面接触，应预先在工件的支撑处磨出一小段支撑外圆，并要留有精磨余量，必须随机床加工。支撑圆制作的优劣，将直接影响细长轴加工后的尺寸精度。随后调整中心夹在支撑块，轻轻接触工件表面，当支撑圆和工件全长接刀磨平后，随着工件直径的继续磨小，需要随之调整中心架，磨削后的支撑圆的进项跳动偏差在0.02~0.03mm之间。精磨阶段要求磨后的支撑圆的径向跳动误差小于0.005mm。

图3.1-1是M1432A磨床上常用的中心架。图3.1-1a所示为开式中心架，是磨削细长轴最常用的支撑工具，其结构为两点支撑，使用时以其水平支撑爪和垂直支撑爪与砂轮在工件上的磨削点三点共同构成对工件的支撑圆。图3.1-1b所示为三爪式中心架，使用时用圆周均布的三个支撑爪共同围成对工件的支撑圆。无论采用哪种形式的中心架支撑工件，使用时都应首先根据工件的要求，保证各支撑爪所构成的支撑中心与工件的回转中心重合。

（7）磨削过程中，冷却液要充分。

（8）工件精磨前夜应该经过校直和消除应力处理，以减少工件的弯曲应力，

（9）工件中心孔应经过研磨。为了减少中心孔和顶尖间的摩擦，磨削过程中海药经常加润滑油。

（10）合理选择磨削用量，由于车削等造成的工件弯曲，使砂轮做间断磨削，因此最初的几次背吃刀量和进给要小，以减小磨削力。工件转速可以选得低些，以免磨削振动。粗磨时，Us=30m/s，Uw=15m/min,ap=0.01~0.02mm,ufa=1~2m/min;精摩时，us=15~20m/s,uw=10m/min,

Ap=0.002~0.005mm,ufa=0.3~0.5m/min,最后应增加光磨次数。磨削时从细长轴全长考虑，靠近两端可用稍大轴向进给量，靠近中间时，进给速度要慢些，并适当增加走刀次数。

三、磨削实例
工件如图3.1-2 所示

加工步骤：

（1）工件时效处理。

（2）清理和研磨工件两端中心孔，擦净孔后涂润滑脂。

（3）安装工件，用切入磨削法预摩中心架部位的支撑外圆，装夹前需找正两端外圆径向圆跳动量误差＜0.01.

（4）调整中心架，当工件上的支持圆磨出后，中心架就支撑在支撑面上，中心架在支撑部位的支撑精度直接影响着细长轴的磨削质量，因此安装时应借助百分表认真调整，其方法为：

将百分表触及在与工件垂直轴线成45°的素线上，转动工件并旋转相应捏手，使上支撑块刚刚接触工件支撑圆（以表的变动量监视），调整百分表0位，转动下支撑块捏手，使工件中心向上移动0.02mm，同时转动支撑块捏手，让支撑块将工件中心向砂轮飞象移动，百分表的变化值为0.025mm。使垂直枕块紧贴已磨外圆表面，水平枕块压力不要太大，只要轻轻接触不松动即可。

（5）粗磨外圆，留余量0.2mm。

（6）校直工件，时效处理。

（7）调整中心架。随着磨削的深入，需要不间断的对托架各支撑块进行调整，使之始终保持精确的支持精度。在磨削过程中药对工件各个位置尺寸及径向跳动量进行测量，以便根据测量结果调整相应的支撑块。

     当工件中间尺寸大于两端时，可根据具体情况调整水平支撑块，使工件的中心向上移动；如果工件的径向跳动超差，则应对支撑圆重新加工

（8）半精磨外圆，留余量0.05mm，保证各外圆径向圆跳动量误差＜0.02mm

（9）精研中心孔。

（10）校直工件，时效处理。

（11）调整中心架。对细长轴进行精磨前，应对托架各支撑块进行精细调整。在工件旋转的情况下，调整相应捏手，使表在各方向的变动值保持在0.005~0.01mm之间。

      对一些长径比较大及刚性特差的细长轴，精磨时的调整应充分考虑工件挠度因素的影响，一般在调整时，可将工件的自然中心向上多移动一个适当的值（一般取1/4~1/2挠度值）。

 （12）精磨外圆至要求，注意多光磨几次。

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