浅析模具电磨轴箱发热现象及解决方案

张淼，朱贤波

（ 锐奇控股股份有限公司，上海 201704 ）

浅析模具电磨轴箱发热现象及解决方案

张淼，朱贤波

（ 锐奇控股股份有限公司，上海 201704 ）

针对模具电磨轴箱发热问题，从结构设计、材料分析、公差配合、轴承选用等方面分析原因，提出相对应的改善措施。通过实测数据比对，证明改进方法有效。

模具电磨；热处理硬度；发热；公差配合；游隙

0 引言

模具电磨是一种运用多种形状的微型砂轮及成形硬质合金铣刀，通过高速旋转进行微量磨削、铣削和抛光加工的电动工具，适用于加工型腔模具、夹具以及不易在磨床或专用设备上加工的复杂零件及各种雕刻艺术品，也可用于各种金属机械的表面磨削和抛光。本文结合电动工具制造企业实际案例，分析模具电磨轴箱发热现象的产生原因，提出相应的改善方案。

1 概述

模具电磨的传动原理如图1所示。单相串励电机旋转，通过连接轴带动主轴旋转，主轴装夹磨头对工件进行加工作业，电磨的转速由单相串励电动机的输出轴经联轴器直接获得，以进行磨削作业。

为适应磨削作业需要，模具电磨具有高转速的特点，转速通常为27 000 r/min～30 000 r/min。

本文介绍的产品主要技术参数如下：

额定电压220 V；额定功率550 W；频率50 Hz；电机空载转速：27 000 r/min。

2 失效形式

该款模具电磨在实际使用过程中存在轴箱发热现象，因温度过高无法长时间握持使用，不能连续操作，影响工作效率。

经拆机分析发现在主轴与轴承2的联接处存在轻微磨损，见图2；与轴承2配合处的轴箱内表面发现磨损，见图3；与轴承1配合处的轴箱内表面发现磨损，见4，其余各零件状态基本正常。

3 失效分析

3.1 工作条件

经了解，该款电磨在使用过程中多用于金属铸件的飞边、毛刺以及浇口打磨，工作环境较差，使用频率及使用强度较高，工作时输入功率超出额定标称功率的过载现象时有发生。

3.2 外观分析

1）轴承旋转发热通过轴箱传递至轴箱外表面，发热的源头为轴承。

2）材料选用不当，主轴材料硬度偏低，公差配合不合理，轴箱的加工尺寸超差。

3）轴承与轴承室公差配合或者结构设计不合理。

3.3 材料分析

主轴材料化学成份分析结果显示其成份符合要求。具体数值见表1。

3.4 金相分析

与轴承2配合处主轴热处理的金相组织见图5和图6。

模型(3)仍为非线性规划模型，与模型(1)和(2)最大的区别在于不再是基于设备的可利用生产时间来构成约束条件，而是基于设备的可用数量来构成约束条件，以此反映出从生产设备的数量方面进行最优分配和调度．

主轴工艺要求调质后高频淬火，硬度达到42 HRC～46 HRC，经测量实际硬度为42 HRC～43 HRC，属偏下限值。其表面组织为细微马氏体，心部为索氏体加铁素体，符合热处理的组织要求。

3.5 轴承性能分析

模具电磨中使用的轴承1型号为6901-2Z；轴承2型号为6000-2Z，两轴承的基本参数见下表2。

4 解决方案

4.1 优化公差

在轴箱的两个轴承室内各增加一个O形圈（见图7中1、2处）以防止运转过程中发生相对转动，避免轴承在轴承室内发生跑“外圈”的现象，避免发热。另外轴承室与轴承的配合公差由原过渡配合更改为小间隙配合，避免因过盈配合致使游隙减小情况发生。

4.2 提高硬度

4.3 更换轴承

对轴承1和轴承2的技术参数进行调整，调整改进后的基本参数见表3。

4.4 尺寸控制

严格控制主轴两个轴承档的尺寸公差及形位公差，使其严格达到图纸要求以满足主轴同轴度及平衡度，减少运转时振动；轴箱的加工精度也作为严控项加以检查，保证主轴与转子同轴，减小因同轴度不一致带来的振动。

5 改进实效

经改进，对比轴箱表面温度的测量数据可见：表面温度下降8℃～10℃，具体数值见表4。

6 结语

通过综合改进，经终端客户的使用验证，效果明显，市场反馈良好，该款模具电磨在市场的生命周期得以延长。

[1]蒋世忠，罗晖.常用电动工具结构原理与维修[M].北京：机械工业出版社，2013.

Analysis and Countermeasures on Heating of Gear Box of Die Grinder

Zhang Miao, Zhuxianbo
(KEN Holding Co.,Ltd., Shanghai 201704, China)

This paper puts forward the corresponding measures to the heating issues of gear box of die grinder,in terms of construction design, material analysis,tolerance design, bearings use and so on. The improvement is proved to be effective by thecomparison of measured data.

Die Grinder, Heat Treatment Hardness, Heating, Tolerance, Clearance.

TM05

A

1674-2796（2017）02-0006-03

2016-12-11

张淼（1968—），男，大学本科，工程师，主要从事机械结构设计等方向研究。