导轨磨削波纹分析与排除

金利谋

本文研究对象为一台MM52125导轨磨床，该机床用砂轮圆周磨削时出现振动。磨削后的工件(C6120车床床身)的表面和溜板对研后出现明显黑白相间的波纹。如图1所示，波距t=26～32mm，工件斜导轨上比较明显，波纹波距有时成倍增加。

图1 工件表面波纹示意图
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4 P' f4 U8 R' D4 U9 l+ i" Z& F8 Z3 Z图2 工件表面轮廓曲线
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图3 工件表面轮廓采样分析后的频谱

, O7 t3 d9 f; M$ p% a(a)磨削深度为0.01mm时
& M, U9 X# t  E4 G# P
- Z- o) t/ `) }, m) c) ]# E+ \(b)磨削深度为0.03mm时
8 T# a% V/ I' s
(c)磨削深度为0.05mm时
图4 砂轮径向振动功率
8 `" l8 Z- [+ j2 Q
4 @9 W  d. ?3 X图5 液压系统压力脉动曲线
3 m, [* c1 L  V' w
  H- L3 X1 a2 d5 z! q" f# Y图6 砂轮空运转时的径向振动功率谱

图7 工件—床身系统的激振频谱图
6 r% X+ y3 o% L) E* J  W5 L
+ J8 ?. l' c' W! @图8 砂轮头架及支承系统激振频谱

+ f! _) V3 J  `图9 砂轮间隙调整后磨出的工件表面轮廓
5 o$ |0 ]  b, a0 N, [4 K图9为对砂轮进行了平衡和将砂轮轴承间隙量调整为0.015mm后磨削过的工件表面。从图可以看到波纹峰值下降了大约1/2，肉眼已看不到黑白相间的痕迹，产品达到出厂要求。
本文根据磨削振动产生的机理，运用了现代设备故障诊断技术和理论分析相结合特点，深入地分析了强迫振动、自激振动和混合颤振对波纹度的影响。同时，专门制作了试样对磨床进行了磨削加工试验，空运转和激振试验。在考虑了液压系统的压力脉动对磨削过程的影响后，最后确定了砂轮一电动机系统的旋转不平稳是磨削产生波纹的主要原因，指出了改进的途径，解决了导轨磨削振动的问题。
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