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高精度无心磨削圆度保证和成圆过程解析
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磨床主轴圆度的好坏，将直接影响工件质量。在磨床精度合乎要求的情况下，工艺条件是影响工件圆度的主要因素。 1．拨杆回转半径对工件圆度的影响 磨削轴类工件的外圆，在两顶尖间通过鸡心夹头装夹时，由于拨杆分别处1、2、3、4点的位置和方向不同（图2-70），所以，拨动力和受力情况并不一致。当拨杆转至位置1及3时，工件在
&&& 磨床主轴圆度的好坏，将直接影响工件质量。在磨床精度合乎要求的情况下，工艺条件是影响工件圆度的主要因素。
&&& 1．拨杆回转半径对工件圆度的影响
&&& 磨削轴类工件的外圆，在两顶尖间通过鸡心夹头装夹时，由于拨杆分别处1、2、3、4点的位置和方向不同（图2-70），所以，拨动力和受力情况并不一致。当拨杆转至位置1及3时，工件在X方向所受的力都是FG（砂轮对工件的正压力），受力不变，这时不会影响工件的圆度。而当转至位置2及4时，工件受力就发生变化，其值相差2Fp（拨杆拨动力），而且考虑到工件紧靠砂轮，磨削力F也会增大，Fp比原来还要增大。当拨杆转到位置4时。迫使工件向砂轮靠紧（设Fp& FG），工件被多磨去一些。当拨杆转动位置2时，迫使工件离开砂轮，工件被少磨去一些。这样工件就造成椭圆。并且，拨杆在位置2时，工件磨去最少，它与位置4是不对称的，所以，磨出的工件实际上是一只不对称的椭圆。
&&& 图2-70&&& 鸡心夹头装夹轴件及其受力情况
&&& a)夹头装夹轴件b）受力分析
&&& 要提高外圆磨床的磨削圆度，改进拨杆是重要措施之一，影响轴件圆度的主要因素是拨动力Fp，因此减小Fp也是提高圆度的重要措施之一。而减小工件直径或增大拨杆的回转半径R，都能减少Fp。试验结果表明，当工件直径为&P95mm，拨杆回转半径R为50mm时，工件实测圆度为0.005~0.008mm，且椭圆长轴与拨杆的位置和上述分析相符：当工件直径为&P60mm，拨杆回转半径R为100mm时，工件实测圆度为0.mm。为此，得出的结论是：当磨削小直径和大直径工件时，小直径工件圆度要比大直径工件圆度好。当工件直径已经决定时，拨杆回转半径应尽量调整得大些。实践证明，拨杆的回转半径越大，工件圆度越好。所以，鸡心夹头的回转半径不应随着鸡心夹头内径的减小而减少。进行精密磨削时，鸡心夹头不管尺寸大小如何，其回转半径一般不小于120mm，对于较大直径的鸡心夹头，其回转半径可加大到160mm（小于中心高度）。
&&& 2．顸尖对工件圆度的影响
&&& 磨削中，两锥形顶尖对工件圆度也有一定影响。由于轴类工件中心孔制造误差、两顶尖的安装误差、两中心孔的中心线不重合以及两顶尖的中心线不重合，使工件在与顶尖接触时，左端A、D两点（图2-71）、右端F、G两点先接触，主轴转过180&时，左端B、C两点接触。右端E、H两点接触，致使头架轴中心孔和顶尖接触不良，这样，头架轴在磨削中不但没有一个稳定的回转中心线，反而使工件与两顶尖系统产生变形。在这种情况下，用钢球代替锥顶尖（图2-72）可克服由于工件两中心孔的制造误差而引起的圆度影响。
&&& 图2-71&&& 顶尖对工件圆度的影响
&&& 图2-72&&& 钢球代替锥形顶尖
&&& 进行精密磨削时，在不便于使用钢球做为顶尖顶持工件的情况下，一定要对轴端中心孔进行仔细研磨，并保持两顶尖与中心孔的正确配合。
&&& 3．轴端中心孔对工件圆度的影响
&&& 中心孔是轴类工件外圆磨削的定位基准，对轴件加工精度至关重要。
&&& 实践证明，减小中心孔直径能在一定程度上提高磨削外圆的圆度。当然，中心孔并不是越小越好（它应该根据轴件大小和质量标准进行选择），过于小了还会给中心孔研磨带来困难。中心孔接触面宽度要适当短些。缩小中心孔接触母线长度能相应减小顶尖同轴度对磨削精度的影响。为了避免中心孔和顶尖磨损加剧，可采用硬质合金顶尖，并且还应适当减小尾座的弹性顶紧力。
&&& 磨削精密主轴，当即将磨削到尺寸时，如发现圆度误差变大，这时，可在顶尖处加少量细研磨剂。让轴件中心孔和顶尖互相对研片刻，然后进行清洗，工件重新装上后再磨。这种挽救措施还是切实可行的。
&&& 4．轴件旋转精度的提高
&&& 前面谈到拨杆回转半径对工件圆度的影响问题，磨削中，为了提高轴件的旋转精度，可采用对称拨杆（图2-73），带动轴件旋转，一个拨杆带动轴件时，由于单边力的作用，会影响工件旋转精度，使工件近磨床主轴处圆度总是比尾座处差。为此采用对称拨杆的拨盘，在拨杆上都套上硬橡皮圈，其中一个拨杆上的橡皮圈制成偏心。这样在磨削时，使两拨杆的橡皮圈都与工件夹头均匀接触。
&&& 提高轴件旋转精度的另一种措施，是校准磨床主轴拨盘旋转中心线和轴件旋转中心线的平行度。在轴件外圆磨削前，先用量棒校准磨床主轴和尾座两锥孔中心线的平行度和同轴度。使轴件旋转中心和拨盘旋转中心平行（图2-73）。将装有百分表的夹头夹紧在轴件上，使百分表的测头和拨盘近轮缘处端面接触，然后让轴件随着拨盘慢慢转动，这时百分表上的数值变化就能反映两轴线的不平行情况。
&&& 图2-73&&& 轴件旋转精度的提高
（责任编辑: 佚名 ）
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无心研磨之磨削精加工方法
　　无心磨削是一种高生产率的精加工方法，以被磨削的外圆本身作为定位基准。目前无心磨削的方式主要有：贯穿法和切入法。
外圆贯穿磨法的原理
　　工件处于磨轮和导轮之间，下面用支承板支承。磨轮轴线水平放置，导轮轴线倾斜一个不大的 λ 角。这样导轮的圆周速度 υ 导
可以分解为带动工件旋转的 υ 工 和使工件轴向进给的分量 υ 纵 。
　　切入磨削法磨削的原理。导轮 3 带动工件 2 旋转并压向磨轮 1
。加工时，工件和导轮及支承板一起向砂轮作横向进给。磨削结束后，导轮后退，取下工件。导轮的轴线与砂轮的轴线平行或相交成很小的角度（
0.5~1 o ），此角度大小能使工件与挡铁 4 （限制工件轴向位置）很好地贴住即可。
　　无心磨削时，必须满足下列条件：
　　1 ．由于导轮倾斜了一个 λ角度，为了保证切削平稳，导轮与工件必须保持线接触，为此导轮表面应修整成双曲线回转体形状。
．导轮材料的摩擦系数应大于砂轮材料的磨擦系数；砂轮与导轮同向旋转，且砂轮的速度应大于导轮的速度；支承板的倾斜方向应有助于工件紧贴在导轮上。
　　3 ．为了保证工件的圆度要求，工件中心应高出砂轮和导轮中心连线。高出数值 H 与工件直径有关。当工件直径 d 工 =8 ～
30mm 时， H ≈ d 工 /3 ；当 d 工 =30 ～ 70mm 时， H ≈ d 工 /4 。
　　4 、导轮倾斜一个 λ 角度。如图 6-4 ，当导轮以速度 v 导 旋转时，可分解为：
　　v 工 =v 导 & cos λ ; v 纵 =v 导 & sin λ
　　粗磨时， λ 取 3 ° ～ 6 ° ；精磨时， λ 取 1 ° ～ 3 ° 。
　　无心磨削时，工件尺寸精度可达 IT6-IT7 ，表面粗糙度 Ra0.8-0.2um.
外圆磨削的质量分析
　　在磨削过程中，由于有多种因素的影响，零件表面容易产生各种缺陷。常见的缺陷及解决措施分析如下：
　　1 ．多角形 在零件表面沿母线方向存在一条条等距的直线痕迹，其深度小于 0.5 μ m 。
　　产生原因主要是由于砂轮与工件沿径向产生周期性振动所致。如砂轮或电动机不平衡；轴承刚性差或间隙 太大
；工件中心孔与顶尖接触不良；砂轮磨损不均匀等。消除振动的措施，如仔细地平衡砂轮和电动机；改善中心孔和顶尖的接触情况；及时修整砂轮；调整轴承间隙等。&
　　2 ．螺旋形 磨削后的工件表面呈现一条很深的螺旋痕迹，痕迹的间距等于工件每转的纵向进给量。
　　产生原因主要是砂轮微刃的等高性破坏或砂轮与工件局部接触。如砂轮母线与工件母线不平行；头架、尾座刚性不等；砂轮主轴刚性差。消除的措施，修正砂轮，保持微刃等高性；调整轴承间隙；保持主轴的位置精度；砂轮两边修磨成能成台肩形或倒圆角，使砂轮两端不参加切削；工件台润滑油要合适，同时应有卸载装置；使导轨润滑为低压供油。
　　3、工件圆度误差超差
工件圆度误差超差的主要原因是工件中心高ｈ的影响，当ｈ较小时工件的圆度误差得以改善，如果ｈ过大，容易产生振动。对应磨削后圆度误差（包括棱圆度和椭圆度），存在一个最佳中心高ｈ。最佳中心高ｈ随工件不同而不同。若工件直径ｄｗ＝３０～１２０ｍｍ，ｈ＝１５～２０ｍｍ为宜。在磨削中椭圆度比棱圆度容易改善。所以在粗磨时，采用较高的中心高，以改善棱圆度；在精磨时，将中心高降低一些，以改善椭圆度为主，同时进一步改善棱圆度。
　　4、工件表面缺陷
无心磨削表面缺陷主要有振纹、烧伤、划伤及螺旋状磨痕等。发生振纹的原因主要是工艺系统振动，引起振动的原因有工件中心高过高、工艺系统刚度较差、砂轮钝化、砂轮过硬及平衡不好等。表面螺旋状磨痕是由于磨削区域过短，工件未经充分磨削造成。砂轮修整不好、侧导板调整不好、磨削量过大等均可造成螺旋状磨痕。磨削烧伤的原因主要是磨削用量过大、砂轮过硬及冷却不充分。工件表面划伤主要是工件与托板之间摩擦引起的，还有脱落的磨粒、磨屑所造成的。
　　5、拉毛（划伤或划痕） 常见的工件表面拉毛现象。
　　产生原因主要是磨粒自锐性过强；切削液不清洁；砂轮罩上磨屑落在砂轮与工件之间等。消除拉毛的措施，选择硬度稍高一些的砂轮；砂轮修整后用切削液和毛刷清洗；对切削液进行过滤；清理砂轮罩上的磨屑等。
　　6、烧伤 可分为螺旋形烧伤和点烧伤
　　烧伤的原因主要是由于磨削高温的作用，使工件表层金相组织发生变化，因而使工件表面硬度发生明显变化。消除烧伤的措施，降低砂轮硬度；减小磨削深度；适当提高工件转速；减少砂轮与工件接触面积；及时修正砂轮；进行充分冷却等。更多无心研磨详细了解：
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以上网友发言只代表其个人观点，不代表新浪网的观点或立场。无心磨削过程中的谐波振动模式--《磨床与磨削》1985年01期
无心磨削过程中的谐波振动模式
【摘要】：尽管对工件的无心磨削成圆机理已有一定的研究,但关于工件圆度误差的振幅频谱,究竟在无心磨削过程中怎样产生,至今没有详细叙述。本文中,与工件圆度误差的频谱分析对应,建立了磨削过程中的工件谐波分量的振动模式。在此基础上,以振动方程中的放大系数,解释了为什么在无心磨削过程中,2次椭圆及3次棱圆的振幅较大;接着,分析了谐波振动模式的瞬时不稳定特性;最后,给出了振幅频谱图中振幅局部最大值的谐波次数分布原则,并从接触刚性的角度,介绍了改善表面有缺口工件的圆度误差的磨削实例。
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