有效控制電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸錐度面的波紋度不僅可提高錐度面的表面接觸率和接觸剛度,還可提高轉(zhuǎn)軸表面的物理力學(xué)性能,增加工件耐磨性,提高工件的接觸疲勞強(qiáng)度。
國家標(biāo)準(zhǔn)只對(duì)表面波紋度進(jìn)行了定義,而對(duì)其無相應(yīng)的檢測、計(jì)量方法。在實(shí)際生產(chǎn)過程中,主要采取目測和環(huán)規(guī)檢查的方法對(duì)其進(jìn)行控制。近兩年來,轉(zhuǎn)軸錐度面時(shí)常出現(xiàn)不同程度的可視波紋。轉(zhuǎn)軸錐度面無可視波紋的合格轉(zhuǎn)軸。轉(zhuǎn)軸錐度面可直接目視嚴(yán)重波紋的不合格轉(zhuǎn)軸。
波紋產(chǎn)生的原因分析
磨削表面波紋是常見的磨削表面質(zhì)量缺陷,這是磨削過程中由于機(jī)床、工件、砂輪系統(tǒng)的振動(dòng)而在零件表
面上形成的具有一定周期的高低起伏。在機(jī)床的精度、剛度高和其他切削條件好的情況下,表面波紋一般不可目視。波紋的產(chǎn)生原因具體分析如下:
(1)砂輪的因素
①砂輪的選型砂輪的特性對(duì)零件的表面波紋度有很大影響。因?yàn)樯拜啽砻嫣匦缘淖兓?會(huì)引起磨削抗力的變化,是引起振動(dòng)的因素之一。
電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸一般采用40CrNiMoA、35CrMo等合金結(jié)構(gòu)鋼材料,經(jīng)調(diào)質(zhì)處理后,硬度達(dá)到300HBW左右,砂輪磨粒通常選用白剛玉、棕剛玉、鉻剛玉三種材質(zhì)。電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸所采用的工藝過程是粗、精磨削在一次裝夾中完成,因此,必須選擇粒度、硬度適當(dāng)?shù)纳拜啞?br />②砂輪的不平衡量 砂輪的不平衡會(huì)使系統(tǒng)振動(dòng),使零件產(chǎn)生波紋。
③砂輪變鈍
 “啃砂輪”砂輪在磨削過程中，由于粘結(jié)結(jié)合強(qiáng)度不一致,引起磨粒脫落的速度亦不一樣,砂輪結(jié)合強(qiáng)度大的部分,磨粒不易脫落,產(chǎn)生局部鈍化。砂輪本身自然形成波紋狀態(tài),在磨削過程中會(huì)引起振動(dòng)。
(2)工件的因素磨削過程中,轉(zhuǎn)軸的不平衡量引起的慣性力對(duì)機(jī)床系統(tǒng)的振動(dòng)影響很大。其不平衡量產(chǎn)生的原因主要有:
①工件熱處理不到位,殘余應(yīng)力使轉(zhuǎn)軸產(chǎn)生彎曲變形。
②零件形狀不規(guī)則,已加工出鍵槽,使錐度面不連續(xù)。
(3)操作方法的因素
①磨削深度和進(jìn)給量過大切削量過大則磨削抗力大,砂輪軸的振幅就增大。同時(shí),砂輪也容易很快鈍化,加劇振動(dòng)。
②冷卻不夠充分磨削液的一個(gè)重要功能就是將磨削過程中產(chǎn)生的大量的磨粒和金屬粉末沖洗帶走,以免磨屑堵塞砂輪。在磨削過程中,必須將磨削液調(diào)為適當(dāng)?shù)乃畨?并對(duì)其進(jìn)行充分的過濾或砂灰分離,以確保磨削液的冷卻、沖洗性能。
(4)設(shè)備因素轉(zhuǎn)軸錐度面磨削時(shí)產(chǎn)生波紋的原因還有機(jī)床尾座套筒的間隙過大和液壓油溫過高等。具體分析如下:
①砂輪主軸與軸瓦間的間隙過大磨削過程中,砂輪主軸高速旋轉(zhuǎn),砂輪的最高線速度為35m/min(砂輪直徑 700mm),精密磨床的主軸運(yùn)轉(zhuǎn)過程中在油壓條件下通常均能保持平衡。但如果主軸配合間隙過大,楔型油膜難以形成或穩(wěn)定保持,主軸很難保持真正的平衡,造成主軸的徑向振動(dòng)。可通過涂色刮研的方法來調(diào)整三瓣瓦與主軸的接觸率,同時(shí)將砂輪主軸與軸瓦的間隙調(diào)整到0.0025～0.005mm,這樣可避免磨削中工件產(chǎn)生波紋。
②尾座間隙對(duì)波紋的影響尾座和主軸頭不可避免地存在一定的間隙,砂輪對(duì)工件進(jìn)行斷續(xù)的磨削,當(dāng)尾座和主軸頭的間隙較大時(shí),工件的表面就出現(xiàn)了可視波紋。
③液壓油溫度的影響我們所使用的磨床是一臺(tái)
1986年產(chǎn)的日本精密磨床,其工作臺(tái)為液壓浮動(dòng)支撐形式,工作臺(tái)的平穩(wěn)性取決于液壓油的品種和質(zhì)量好壞。雖然夏季已經(jīng)使用了專用的液壓油,但溫度較高時(shí),液壓油的溫度升高很快,黏度迅速降低,工作臺(tái)的穩(wěn)定性變差,在磨削力的作用下,工作臺(tái)會(huì)產(chǎn)生微振,導(dǎo)致磨削表面可能出現(xiàn)波紋。