电磁无心夹具支点印的形成和避免措施

李丽新， 张海燕

（哈尔滨轴承集团公司 铁路轴承制造分厂 ， 黑龙江 哈尔滨 150036）

1 前言

某轴承套圈内外表面磨削通常有两种形式：定心夹持磨削和无心支承磨削。由于定心夹持磨削的加工、操作等方面限制，现在轴承套圈磨削广泛应用电磁无心夹具进行磨削加工。采用电磁无心夹具磨削会在套圈表面留下环状痕迹（通常称支点印），轴承外圆的支点印会影响外观，支点印严重时会影响轴承质量，应采取措施避免。

2 电磁无心夹具对工件的作用力

采用电磁无心夹具磨削轴承套圈，工件放置在在两个支点上，被电磁夹具磁力吸引，由定位环驱动回转进行磨削。轴承外圈沟道磨削时的支承方式和受力状态见图1 所示。

图1 工件内圆磨削时的工作状态

电磁无心夹具上工件的回转中心是两个支点决定的套圈几何中心。工件能稳定的旋转和进行磨削，要求其中心相对定位环的中心要调整成适当偏心量e，当工件被电磁夹具磁力吸引在定位环的端面上，以各自的中心旋转时，接触面间相对滑动产生摩擦力，摩擦力的合力F垂直偏心量e，作用在两个支点之间。摩擦合力F使工件压紧在支点上，使工件旋转稳定；同时工件的压紧力，使套圈外圆与支点支承面之间相对运动时产生了摩擦力。

3 支点印的形成

工件在电磁夹具被磨削产生的作用力，在支点上旋转其外圆与支点支承面之间相对运动产生的摩 擦力，是造成套圈外圆表面出现支点印的根本原因。影响支点印严重程度有以下因素：

（1）套圈外圆与支点接触面状态。支点与套圈接触的面积越小，套圈外圆承受的压力越大，支点印越重；支点表面粗糙，与套圈外圆接触面的吻合程度越差，造成套圈表面支点印越重，甚至划伤。

（2）轴承套圈的几何中心相对定位环旋转中心的偏心量e增大，套圈相对滑动速度增大，产生的摩擦力和对支点形成的压力也增大，会加重套圈外圆表面支点印。

（3）电磁夹具对工件吸引的磁力越大，滑动面产生的摩擦力越大，支点印越重。

（4）工件的转速越高，与支点接触面的摩擦力越大，支点印越重。

（5）砂轮的进给量越大，对支点形成压力越大，支点印也越重。

（6）冷却液的润滑能力，可以影响摩擦力的大小。

（7）两支点间支承夹角β和上支点位置α角如图1 所示，角度越小，支点作用在套圈外径表面的摩擦力越集中，也就越容易产生支点印。

4 消除措施

产品终加工后外圆的支点印，通常需要增加一道精整外圆工序来消除，这不但提高了制造成本，而且修正外圆会破坏内外表面相对精度。为避免支点印的形成，取消精整外圆工序，在外沟加工过程摸索了一些解决办法，综合可采取以下措施。

（1）控制轴承套圈的几何中心相对定位环旋转中心的偏心量e，在粗磨工序可在0.20～0.35mm之间，外圆的支点印在下工序终磨外圆消除；终磨工序减小为0.12～0.20mm范围内，可减小套圈外圆对支点表面产生的压力。

（2）改善套圈与支点接触状态并适当增大支点与套圈外圆表面的接触面积。外圆尺寸稍大的工件采用圆弧浮动支点（见图2），使支点的圆弧与套圈外圆形成圆弧包容性接触，可以减小套圈外圆与支点接触表面产生的压力和摩擦力。

图2 圆弧浮动支点和润滑

为了使支点的圆弧与套圈外圆形成圆弧包容性接触，首先将支点圆弧按工件的外圆尺寸加工成形，边缘修成圆角，在使用时采取以下方法进一步改善套圈与支点的接触状态。

第一种方法：工件正式加工前，支点的圆弧面要用“W 5”粒度的金刚砂研磨膏进行研磨，以降低接触面的表面粗糙度和提高套圈外圆与支点圆弧面的吻合程度，支点圆弧面表面质量的提高，有利于减轻和消除支点印。

第二种方法：支点在工件粗磨加工过程就使用，相当修磨圆弧表面，工件终磨使用时支点圆弧面已研磨，其边缘还会形成楔形口形状（图3所示），有利于支点圆弧表面形成润滑膜和避免形成支点印。

图3 外圆与圆弧支点的接触状态和楔形口

（3）调整切削油的配比，提高冷却液的润滑性能，使用过程切实对冷却液进行循环过滤，提高冷却液的清洁程度。

（4）设置直接对套圈外圆与支点接触表面进行浇注的冷却润滑水管（见图2），促使套圈外圆与支点接触表面形成润滑膜，降低支点与工件接触面之间的摩擦。

（5）终磨时的磁力，调整到工件吸附在定位环端面后，稍用力就能将套圈径向拨动为宜，可减小接触面之间的滑动摩擦力和工件对支点的压力。

（6）适当调整或增大α和β角。

5 结束语

通过采取以上改进措施，可以有效地消除套圈外圆表面支点印，避免产品终加工后再修整外圆，有利于保证产品原始加工精度和节约制造成本，现已在轴承套圈的磨削加工中被广泛地推广应用。