doi厉货nigsz4酬无心磨削中影响工件形状精度的因素分析陈亚居张洪（中原工学院，河南郑州450007）得到较高的工件形状精度就要合理地选择磨削参数。影响工件几何形状的因素很多，但影响工件某项几何要素的因素是特定的，如果将这种特定的因素进行总结，可以对实际生产过程进行指导。本文通过对各种影响工件几何要素的因素如：原始误差、工件中心高、托板顶高、磨削区域形状、侧导板位置等归类总结，分析了这些因素分别对“棱圆度”和“椭圆度”的影响，并找出了在这些因素综合作用时，找寻*佳效果的方法。工件中心高对其“棱圆度”和“椭圆度”的影响不一致，选择不同的托板顶角可以在降低中心高的同时，保证对工件“椭圆度”的影响程度，以使中心高度值较低时，满足工件无心磨削是工件不定中心的磨削。工件的运动由砂轮、导轮共同控制，工件运动的稳定性、均匀性，不仅取决于机床运动的传动链，还与工件、导轮及托架的实际情况，以及采用的磨削用量和磨削工艺参数有关111.无心磨削中，工件“自由”的放置于定位夹具中，磨削过程中工件中心不定，工件的磨削面就是定位基准面（见）。因此，工件磨削表面的原始误差及磨削后的误差都会产生定位误差，因而影响到工件正在磨削部分的形状、尺寸，出现加工误差。在无心磨削过程中，工件中心位置连续变化，变化量的大小取决于工件原始误差、磨削用量、工艺系统刚性及磨削参数。本文就无心磨削过程中一些影响工件形状精度的因素进行了总结，希望在生产实践中起一定的指导作用。

　　1圆柱工件的形状精度圆柱工件的形状精度包含两方面的内容：其一是垂直于圆柱轴线截切得到截面的几何形状精度，在理想状态下，垂直于圆柱轴线所得截面的形状应是圆（见a）但实际加工时，会产生圆度误差；其二是平行于圆柱轴线截切得到的几何形状精度，在理想状态下，平行于圆柱轴线截切，所得截线是两条素线（见b）衡量这两条素线质量的是直线度要求。实际加工时，它们存在误差，其形状可能是凸、凹、锥度或曲线等。

　　2影响工件截面圆度误差的因素分析任意、单值、连续、封闭圆形的极坐标方程，可以展开成富里哀级数。从展开的富里哀级数公式可以看出，影响圆半径的三角函数，由奇次谐波和偶次谐波组成。在测量工件外圆时，由奇次谐波组成的误差测不出，由偶次谐波组成的误差可以测出，并放大了一倍。因此，将奇次谐波形成的误差叫“棱圆度”

　　误差，将偶次谐波形成的误差叫“椭圆度”误差121. 21工件磨削前的原始误差对圆度的影响在机床各参数调整合理的前提下，工件磨削前的圆度误差越大，工件磨削后的圆度误差也越大，但比磨削前可以有不同程度的改善，这种现象称为“误差复映”131.在采用一种磨削参数磨削时，工件原始圆度误差小于一个极限值时，磨削后工件的圆度误差会出现恶化的趋势，要想改变极限值的大小，必须相应调整机床参数或提高机床精度。若机床参数调整不正确，则对任意原始误差的工件都将出现越磨越坏的情况。

　　22工件中心高h对工件圆度误差的影响工件中心高h是指工件中心到导轮与砂轮中心的距离（见）一般工件中心在导轮与砂轮中心之上时为正值，反之为负值。工件中心高的大小直接影响到工件的磨削精度及受力情况，且工件中心高对工件“椭圆度”和“棱圆度”的影响不一致，故在选择工件中心高时，应对中心高进行总体评价后作出选择。

　　22.1工件中心高h对工件“棱圆度”的影响=0时，无法改善奇次谐波，用这样的中心高进行磨削，磨削后的“棱圆度”误差不能得到改善，有些情况下还会恶化。随着中心高值的增加，加工后工件的“棱圆度”误差越变越小。因此，选择较大的h值，可以得到“棱圆度”误差较小的工件。

　　22.2工件中心高h对工件“椭圆度”的影响工件中心高h=0时，工件的“椭圆度”可以迅速得到改善。一般说来，h=0~20mm范围内，对工件“椭圆度”影响程度的变化不大，在h超过一定限度时，由于工件中心过高，工件受力不稳定，容易产生振动，“椭圆度”会恶化。也就是说h过大时，无心外圆磨削消除工件“椭圆度”能力差，磨削过程不稳定。

　　实际加工中，工件中心高一般在12-20mm之间。

　　23托板顶角9对工件圆度误差的影响托板顶角9与工件中心高h―起，决定了砂轮与工件的接触点。托板顶角对磨削区域的影响程度没有中心高的作用显著。

　　通常托板顶角9的大小对磨削工件的棱圆的边数有影响，当粗磨及磨削大直径工件时，宜选较小的9角；磨削直径很小的工件及磨削细长杆件并低于砂轮中心磨削时，可选9 =0*以增强托板刚性；当发现工件有特定棱圆边数时，应试验改变9角进行纠正。对大多数工件，托板顶角>45*通常为45°、60°、75.，以60.*多。

　　3影响工件素线直线度误差的因素分析工件素线的直线度误差就是圆柱素线的几何形状误差。产生这些误差的主要原因，是在磨削过程中工件中心实际运动轨迹偏离理想运动轨迹造成的。

　　3.1磨削区域形状对工件素线直线度的影响无心磨削靠砂轮、导轮、托板的共同作用实现加工，因此，砂轮、导轮和托板的形状对工件素线形状的影响较大。无心磨削采用砂轮的磨料、粒度、硬度、结合剂等与一般的外圆磨削相似，理想的砂轮形状见（a）中所示，①为喂料区、②为预磨区、③为表1工件形状与前后侧导板位置的关系表磨削后工件的形状导板相对于导轮的位置磨削后工件的形状导板相对于精磨及无进给光磨区、④为退料区。武汉：华中理工大学出版社，199560-62 4陈剑飞。磨削加工学丨M|.郑州：河南科学技术出版社，1994 5邓中明，徐太荣。磨削中凸轮。修缘形齿轮砂轮修整简便方法的研究陈亚维女，1962年生，河南郑州人，中原工学院副教授。长期从事机电设计与制造方面的研究。

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