摘要：車床尾座套筒在磨床上修磨，首先要讀懂套筒加工圖樣中各部分的尺寸、形位公差、技術(shù)要求等相關(guān)內(nèi)容，然后考慮加工方法、加工步驟及在加工時應(yīng)注意哪些問題等。車床尾座套筒在修磨時，因磨削余量少，套筒上有二條槽，必須在加工中采用特殊的裝夾和加工方法才能保證零件精度，對車床尾座套筒的圖樣進(jìn)行分析，制定出合理加工工藝和切削用量，采取正確檢測方法，達(dá)到修磨要求，此方法也可以應(yīng)用其他帶鍵槽主軸的磨削加工，為更多的技術(shù)工人學(xué)習(xí)借鑒。
在日常機(jī)械加工，常用車床來加工內(nèi)外圓柱、圓錐、圓弧、球形、螺紋及偏心等，應(yīng)用也比較廣泛，在加工長度較長要使用尾座頂尖支撐；或在加工內(nèi)形時，在尾座上要安裝中心鉆、鉆頭、鉸刀及絲錐等，尾座在實際加工中應(yīng)用比較多。車床尾座套筒是用來支撐工件，起定位與支撐作用。機(jī)床在工作中隨著時間延長及加工產(chǎn)品數(shù)量的增加，尾座套筒容易與車床尾座發(fā)生摩擦，在伸縮運動中加劇了尾座套筒的磨損，當(dāng)磨損的尾座套筒繼續(xù)工作，加上在鉆孔、鉸孔等工作中，鐵屑、垃圾等雜物容易嵌入尾座套筒內(nèi)，未及時清理，使套筒拉毛，會使加工零件達(dá)不到加工要求，嚴(yán)重時會使套筒與尾座咬住，造成機(jī)床損壞，莫氏4號內(nèi)錐孔在多次裝拆鉆頭、鉸刀等刀具時發(fā)生磨損，所以當(dāng)發(fā)現(xiàn)有拉毛或磨損嚴(yán)重時應(yīng)及時對套筒進(jìn)行修磨。如何來修磨也是一個關(guān)鍵的問題，現(xiàn)介紹在磨床上修磨車床尾座套筒的方法。
（1）如圖1所示車床尾座套筒，主要由外圓柱表面和內(nèi)孔組成，外圓φ550-0.013和莫氏4號內(nèi)圓錐孔有較高的尺寸精度，加之工件較長，孔較深，形狀位置精度要求較高、表面粗糙度值較小，修磨余量極少，一般只有0.01～0.025mm余量（實際上只要修磨拉毛表面），外圓處還有鍵槽的影響等，要在極少余量中完成車床尾座套筒修磨，難度很大，應(yīng)想各種方法來磨削達(dá)到加工精度要求。其技術(shù)要求：①熱處理后硬度為45～50HRC。②莫氏4號內(nèi)圓錐與塞規(guī)配合接觸面積大于80%。
（2）采用先磨削外圓、再磨削內(nèi)莫氏圓錐的方法磨削車床尾座套筒。由于其外圓柱面與內(nèi)圓錐面不但有較高的尺寸精度要求，還有圓度、圓柱度、直線度及同軸度等幾何公差要求，因此，準(zhǔn)確地選擇定位基準(zhǔn)是達(dá)到精度要求的重要保證。
圖1 車床尾座套筒
磨外圓柱面時，一端采用60°內(nèi)圓錐面為基準(zhǔn)，另一端采用工藝外莫氏錐柄的中心孔為基準(zhǔn)（此外莫氏錐柄的圓錐應(yīng)與車床尾座套筒的內(nèi)莫氏圓錐配磨）。用兩端頂?shù)姆椒ハ魍鈭A柱面。再以修磨后的外圓柱面作為定位基準(zhǔn)，磨削內(nèi)莫氏圓錐。
（3）磨削內(nèi)孔莫氏錐體時輔助套圈，由于外圓柱面有鍵槽、油槽，無法用中心架支撐。此時可加工一只輔助套圈，其孔與車床尾座套筒外圓約0.002mm的過盈配合，中心架支撐架在輔助套圈的外圓表面。輔助套圈壁厚一般控制在5mm左右、長度為40mm，如圖2所示。在設(shè)計該套時要考慮過盈量不能太大，要便于拆卸。裝上輔助套圈后，在兩端頂?shù)那疤嵯戮ネ鈭A，使圓度誤差小于0.003mm，表面粗糙度值為Ra＝0.2μm。
圖2 輔助套圈的安裝
（4）磨削莫氏4號內(nèi)錐體?？ㄗ|小紫銅塊，用四爪單動卡盤和中心架裝夾，如圖3所示。校正卡盤處跳動與中心架支撐爪處跳動均應(yīng)小于0.005mm，使工件軸線與主軸旋轉(zhuǎn)軸線基本重合。用千分表調(diào)整中心架支撐爪，使其既起到支撐作用又不會破壞已校好的同軸度。
圖3 磨削莫氏4號內(nèi)圓錐時裝夾示意
磨內(nèi)莫氏圓錐時，用涂色法檢驗接觸面應(yīng)大于80%，并盡量使莫氏量規(guī)的大端接觸多些，磨削量要少，光出即可。
（5）增強(qiáng)砂輪接長軸的剛度。由于磨削孔徑小，接長軸強(qiáng)度較差，可采用W18Cr4V高速鋼或CrWMn等工具鋼經(jīng)熱處理淬硬，以提高其剛性。磨削過程中要充分冷卻、沖洗，使用切削液時，應(yīng)直接澆注在砂輪與工件接觸的部位，切削液量應(yīng)充分、清潔，噴嘴出水口足夠大。
（1）修研右端60°內(nèi)圓錐面，表面粗糙度值Ra＝0.2μm，60°內(nèi)圓錐角準(zhǔn)確。
（2）選用M1432A萬能外圓磨床加工。選擇1—400×50×203—WA80L5V35m/s GB 2484外圓砂輪。
（3）用砂布拋光車床尾座套筒莫氏4號內(nèi)圓錐面，并裝上莫氏4號外頂尖。雞心夾頭夾在莫氏4號頂尖上，頭架主軸頂尖采用莫氏5號內(nèi)頂尖，如圖4所示。注意裝夾莫氏4號頂尖時間，要調(diào)整套筒外圓的跳動量在0.005mm之內(nèi)，才能磨削外圓。
圖4 磨削外圓裝夾示意
（4）精磨車床尾座座套筒外圓，在工件外圓上有鍵槽和油槽的前提下，磨削時因沖擊力砂輪容易磨損，造成圓度和圓柱度誤差，因此，應(yīng)勤修砂輪，時刻保持砂輪銳利。因車床尾座套筒屬于修磨，外圓已達(dá)到圖樣尺寸，在修磨外圓時只能磨削很少的量，所以，在調(diào)整圓錐時不能將外圓整個長度磨出，只能采用對刀法磨削，即：分別在套筒的兩端試切，然后根據(jù)橫向進(jìn)給刻度盤值與已磨外圓尺寸誤差來判斷工作臺的錐度，盡量在最少磨削余量中調(diào)整好工作臺的錐度。錐度調(diào)整時一定要細(xì)心，調(diào)整到小于0.003μm，同時也要觀察一下外圓的圓度誤差是否控制在0.005μm，直線度誤差控制在0.002μm，在確認(rèn)工件的圓度、圓柱度和直線度均符合要求時，將車床套筒總長光出即可。
（5）粗、精磨輔助套圈內(nèi)孔，使其與車床尾座套筒外圓的配合為過盈配合，過盈量為0.001～0.002mm，表面粗糙度值為Ra＝0.4μm；把輔助套圈裝在車床尾座套筒將要架中心架的外圓處（壓裝時表面涂潤滑油）。
（6）按圖2所示裝夾，粗、精磨已裝好的輔助套圈外圓，磨光即可。
（7）按圖3所示裝夾校正。當(dāng)輔助套圈外圓磨好后，馬上將閉式中心架（見圖5）安裝在輔助圈上，在二頂尖的支撐下調(diào)節(jié)中心架比較方便（見圖6）。
圖5 閉式中心架
圖6 中心架支撐示意
閉式中心架的調(diào)整：先將閉式中心架固定在工作臺上如圖6所示，兩頂尖頂住工件，調(diào)整中心架支撐，使其與車床尾座套筒輔助套圈外圓接觸，千分表壓縮值為0.05mm左右，調(diào)整垂直支撐塊與工件接觸，千分表指針作約0.002mm微量偏轉(zhuǎn)，說明垂直支撐塊已與工件接觸即可；然后將千分表放在水平支撐塊對面，同法調(diào)整水平支撐塊與工件接觸，千分表作0.002mm微量偏轉(zhuǎn)；最后翻下中心架壓蓋，擰緊螺母、調(diào)整上壓塊與工件接觸即可，這樣中心架的中心位置就調(diào)整好了。中心架的中心位置定好后，將左頂尖取下，換上四爪單動卡盤，先用百分表校正工件外圓，再用千分表復(fù)檢，使校正誤差控制在0.002mm之內(nèi)。此時，四爪單動卡盤夾持的工件中心基本上與主軸的旋轉(zhuǎn)中心重合了。
四爪單動卡盤的四個爪是各自獨立運動，裝夾工件時必須將外圓軸線校正到與磨床主軸旋轉(zhuǎn)軸線重合才能加工，因此在找正時比較困難，需要仔細(xì)調(diào)整中心。
四爪單動卡盤裝夾車床尾座套筒時，卡爪的夾持長度不宜過長，且應(yīng)在夾持處墊上紫銅塊如圖7所示，以便于校正和防止夾傷工件。校正好后，拆卸機(jī)床尾座。用四爪單動卡盤裝夾校正工件如圖8所示。
圖7 四爪單動卡爪上墊紫銅塊
圖8 四爪單動卡盤裝夾校正
四爪單動卡盤裝夾車床尾座套筒校正方法：將工件旋轉(zhuǎn)，用百分表找到工件的最高點，調(diào)整卡爪。假定1號卡爪最高，則應(yīng)松開3號卡爪，夾緊1號卡爪，松緊的量應(yīng)根據(jù)百分表上偏移值來確定，一般為偏移量的一半，但松開的量不能太大，不然工件要掉下來的。經(jīng)過調(diào)整后，再來找一下最高點，用同樣的方法，將最高點的對面卡爪松開，夾緊最高點，經(jīng)過幾次反復(fù)的調(diào)整，將圓跳動量控制在0.005mm之內(nèi)，最后還要將每個卡爪緊一下，防止因松開未夾緊，四個卡爪全部緊一下就可以消除夾緊力不均勻。四爪單動卡盤找正如圖9所示。
（8）修磨莫氏4號內(nèi)圓錐孔。選擇短、粗及剛性好的φ18mm×110mm接長桿，砂輪規(guī)格為1—25×20×6WA46L5V35m/s GB 2484。
磨削莫氏4號內(nèi)錐孔的方法：根據(jù)工件莫氏4號圓錐查表，莫氏錐3號錐角為2o58′31″，半角1o29′16″。將工作臺逆時針搬轉(zhuǎn)1o29′16″角度即可。因為是修磨內(nèi)錐孔，余量很少，因此只能采用試切對刀法試磨削。將砂輪在孔口碰一下，記住橫向進(jìn)給手輪的刻度，然后將砂輪伸至內(nèi)錐底端，也用橫向進(jìn)給，看到有火花，磨到工件后，記住橫向進(jìn)給手輪的刻度，根據(jù)二次進(jìn)刀手輪的刻度誤差來調(diào)整工作臺的錐度，然后在將工件圓錐長度磨出約1/3時，退出砂輪，擦凈內(nèi)孔，用莫氏4號塞環(huán)規(guī)涂色法測量圓錐角是否準(zhǔn)確。在塞環(huán)的圓錐表面順著圓錐在長度的素線上，均勻涂3條分布約120o、極薄的一層顯示劑（紅丹粉或藍(lán)油），將環(huán)規(guī)與錐面配合后，將錐度臺階軸往復(fù)轉(zhuǎn)動約1/3轉(zhuǎn)，觀察塞規(guī)上顯示劑被“復(fù)印”和工件內(nèi)圓錐表面顯示劑的擦痕的接觸面積和分布情況，來判斷圓錐角的準(zhǔn)確性。若塞規(guī)的大端擦去，說明錐度偏小，要將工件臺逆時針轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動量要根據(jù)接觸面面積大小來確定；反之，工作臺順時針旋轉(zhuǎn)，調(diào)整工作臺角度時，應(yīng)注意調(diào)整量一次不要過大。過大后容易使錐反向變化，造成工作臺調(diào)整時有間隙產(chǎn)生，很難控制。磨削時要注意：磨削過程中要保持砂輪鋒利，要勤修整砂輪，這樣圓錐面用莫氏4號塞規(guī)涂色檢驗時的素線比較直，保證莫氏4號塞規(guī)與內(nèi)錐孔有接解面積大于80%。
圖9 四爪單動卡盤找正
內(nèi)莫氏圓錐與莫氏量規(guī)的圓錐接觸面積用涂色法檢驗：因是修磨，尺寸控制是沒有要求的，該套筒本身已到尺寸，只要光出即可；若是從毛坯直接加工，要看圖樣，內(nèi)圓錐大端直徑可通過控制大端直徑距莫氏量規(guī)通止線的距離來實現(xiàn)，盡量加工至上偏差，便于今后的修磨有余量。磨削過程中應(yīng)經(jīng)常為中心架支撐爪加油潤滑。
車床尾座套筒的加工是屬于修磨，因此加工余量極少，在磨削錐度的調(diào)整比較困難，應(yīng)根據(jù)平時積累的經(jīng)驗采用最合適的方法來加工。
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