使用數(shù)控插補(bǔ)的方式解決球軸承的磨損

在本試制過(guò)程中，使用普通砂輪進(jìn)行磨削，利用機(jī)床的砂輪修整功能對(duì)砂輪進(jìn)行實(shí)時(shí)修整以補(bǔ)償砂輪損耗。通過(guò)編制程序，預(yù)先設(shè)定砂輪修整量，讓機(jī)床每完成一次磨削就對(duì)砂輪進(jìn)行修整，記錄修整次數(shù)以及修整量并在數(shù)控程序中進(jìn)行補(bǔ)償。坐標(biāo)補(bǔ)償原理圖為了使磨削正常進(jìn)行，就要消除這種由工件坐標(biāo)系偏移帶來(lái)的誤差。首先需要找出變換后的工件坐標(biāo)系相對(duì)于原工件坐標(biāo)系在X軸方向上面的偏移量X以及在Z軸方向上面的偏移量Z，然后根據(jù)偏移量對(duì)工件坐標(biāo)分別進(jìn)行補(bǔ)償。測(cè)量補(bǔ)償量是采用測(cè)量對(duì)刀件與砂輪位置來(lái)確定工件坐標(biāo)系的偏移量，即采用一個(gè)直徑小于球軸承直徑的球作為對(duì)刀件，測(cè)量不同磨削位置砂輪與球面之間的距離，即可求得偏移量，其原理如所示。同心球上面對(duì)應(yīng)的點(diǎn)1、2的距離處處相等，如果不相等，則兩個(gè)球的球心就不重合。通過(guò)觀察、測(cè)量砂輪與工件外形之間的距離，判斷得到工件坐標(biāo)的偏移量大小，對(duì)坐標(biāo)系進(jìn)行補(bǔ)償。
通過(guò)有限元工具，模擬環(huán)境溫度變化對(duì)球軸承外形的影響。設(shè)定加工環(huán)境溫度20%，所加載的溫度負(fù)荷為1%，觀察溫度變化1%對(duì)工件外形產(chǎn)生的影響。分析結(jié)果如所示，在20%條件下，溫度變化1%引起的工件最大變形位于工藝夾頭上面，為250210-4mm，球軸承球體上面變形量在1610-42010-4mm之間。在此基礎(chǔ)上，溫度每增加1%，工件變形量也相應(yīng)成倍增長(zhǎng)。通過(guò)有限元分析可知，環(huán)境溫度控制在1%以內(nèi)時(shí)，可以保證軸承的精度要求。因此，為了保證工件的外形尺寸能夠達(dá)到要求，需要控制加工過(guò)程中的環(huán)境溫度在1%以內(nèi)。
磨削實(shí)例球軸承內(nèi)圈實(shí)物圖在實(shí)例加工中，采用軸承鋼GCr15作為球軸承材料。砂輪采用2530的砂輪，砂輪圓角為R3，砂輪擺角根據(jù)計(jì)算取38；磨削主軸最高轉(zhuǎn)速60000r/min，在本加工中使用40000r/min；C軸帶動(dòng)工件繞Z軸旋轉(zhuǎn)，其轉(zhuǎn)速為400r/min；冷卻方式采用水冷 。

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