無心外圓磨床

無心磨床，是不需要採用工件的軸心而施行磨削的一類磨床。是由磨削砂輪，調整輪和工件支架三個機構構成，其中磨削砂輪實際擔任磨削的工作，調整輪控制工件的旋轉，並使工件發生進刀速度，至於工件支架乃在磨削時支撐工件，這三種機件可有數種配合的方法，但停止研磨除外，原理上都相同。

基本介紹

• 中文名：無心外圓磨床
• 外文名：Centerless external cylindrical grinder
• 構成：磨削砂輪，調整輪和工件支架
• 結構形式：三種基本結構形式
• 特點：方便快捷

結構形式

無心外圓磨床按照砂輪架、托架在床身上的相對位置，可以分為三種基本結構形式：

1、砂輪架固定式

砂輪架固定式無心外圓磨床，這種形式的無心磨床的砂輪架固定在床身上，導輪和托架之間可作相對調整移動，在通磨或切入磨削時，導輪、托架和工件一同作進給和補償運動。砂輪和導輪主軸一般均採用懸伸式支承結構。特點：結構簡單，體積小，一般中小型無心磨床採用這種結構形式。如M1020A、MT1040A、M1050A、M10100、MG1020、MG10100、MS10100等產品均屬於這種結構形式。

2、砂輪架移動式

砂輪架移動式無心外圓磨床，這種形式的無心磨床的托架固定在床身上，砂輪架和導輪架相對托架可作調整運動，特殊情況下可做進給運動。這類無心磨床的砂輪、導輪主軸多數採用雙支承結構形式。

特點：因為托架固定在床身上，所以工件中心相對床身是固定的，因此可以在工具機上附設各種送料裝置或自動上下料機構。全自動無心磨床必須採用這種結構形式。中型無心磨床如MGT1050、M11100、M11100A、M10200、MG10200A、MZT10400、M11200等產品均屬於這類結構形式。

3、傾斜式

傾斜式無心外圓磨床，這種形式的砂輪、導輪中心連線與水平面傾斜α角。托架固定在床身上，砂輪、導輪主軸為雙支承結構。導輪架相對托架可做調整運動，砂輪架作進給補償運動。

特點：由於工具機傾斜α角後，工件對導輪表面的法向壓力相對增加，從而增加了工件與導輪表面的摩擦力，對於帶動大型、重型工件的迴轉提供了良好的基礎。如MZT10400工具機是這種結構形式。

主要部件結構

砂輪主軸結構及支承形式

砂輪主軸是安裝砂輪並在高速迴轉下帶動砂輪進行磨削工件的重要部件。主軸本身的強度、剛度及迴轉精度等對磨削精度和生產率都有直接影響。軸承結構性能與主軸支承形式對主軸上述性能又有直接關係。為此介紹幾種砂輪主軸的軸承結構形式和支承方式。

懸伸式砂輪主軸支承結構

這種形式的支承結構一般在砂輪架固定式無心外圓磨床上採用。其優點是砂輪裝卸方便。根據不同的軸承結構，常用的有下列四種類型。

（1）短五片液體動壓潤滑軸承，軸瓦的長度直徑之比為0.75~0.8，採用球面螺釘支承，軸承的徑向間隙小，承載能力、油膜剛度和迴轉精度均較高。如M1050A、M10100、MZ1050/…等產品均採用這類軸承結構。

（2）短三片（或四片）瓦液體動壓潤滑軸承，與上一種相比，只是軸瓦數量的差別，其基本特點與短五片瓦相同。這類軸承結構通常在小型、輕載的高精度無心外圓磨床上採用。如MG1020、MG10100等產品採用這類軸承結構形式。

（3）長五片瓦液體潤滑軸承，其長度直徑之比一般為1.2~1.5。下面的兩塊軸瓦由磨架軸承孔支承軸瓦的外表面母線，上面的三塊軸瓦可作軸承間隙調整。軸瓦的橫斷面呈內外表面不等厚形，在支承中心為最厚尺寸，向二側呈漸薄形減小。此軸承結構的瓦軸加工工藝較複雜，在調整間隙時，要求調整的技術水平較高，故此在新產品設計中一般不再採用此種形式。本廠產品中尚有MT1040A仍然採用這類軸承結構形式。

（4）液壓靜壓軸承，這類軸承的承載形式是藉助液壓系統，強制地將壓力潤滑液體（一般為油液），輸入軸與軸承的間隙內（油腔），利用液體的靜止壓力支承載荷的一種滑動軸承。這類軸承的軸在運動中應是處在純液體摩擦狀態中，理論上呈無磨損狀態，因而具有下列優點：

a、與動壓滑動軸承比較，靜壓軸承的承載能力取決於軸承結構尺寸及供油系統壓力，與軸的轉速、潤滑液的粘度等幾乎無關，即使主軸處在靜止或低速狀態下，只要供油系統有規定的壓力油供給，靜壓軸承也同樣具有較高的承載能力。

b、靜壓軸承的油膜剛度高，通常情況下要比主軸本身的剛度略高。

c、由於主軸周圍的油膜剛度較高，因此靜壓軸承的抗震性要比滾動軸承好得多。

d、靜壓軸承由於摩擦係數小，因此起動力矩亦小，軸的磨損極少，故此壽命較長，一般情況下不需要經常維修及調整。

對於靜壓軸承的使用不多，僅在MGT1050、外圓磨床M1380B等工具機上採用。因為靜壓軸承的使用，必須具備一套油液過濾十分清潔的液壓系統，製造成本較高，占地面積亦大。2、雙支承形式的砂輪主軸結構

雙支承形式的砂輪主軸結構一般在砂輪寬度大、砂輪架移動式無心磨床上採用。這是為了提高較寬砂輪的砂輪主軸的剛度和迴轉精度而設計的。其結構是在主軸兩端各配置一套短五片瓦液體動壓潤滑軸承。其唯一的不足之處是砂輪裝卸費時、困難，裝卸砂輪時要注意做好清潔工作和防止磕碰，以免影響主軸迴轉精度。

導輪主軸結構及支承形式

導輪主軸在無心磨床上的功能，既是工件的定位基準，又要驅動工件勻速迴轉還要在通磨時保證工件勻速向前運動。

要提高無心磨床的磨削精度，就必須提高導輪主軸的剛度和迴轉精度。剛度和迴轉精度的提高與軸承的結構和支承形式有相關。

常用的幾種導輪主軸支承形式及結構介紹如下：

1、 懸伸式導輪主軸支承結構。在砂輪架固定式無心外圓磨床中，當導輪直徑和寬度尺寸不大的中小型工具機上，較多採用此種支承結構形式。其優點是結構簡單、導輪裝卸方便。以內部結構差別區分，有以下三種懸伸式導輪主軸結構。

（1） 前後二個整體內錐滑動軸承。其內錐孔一般均採用1：30錐度，孔內加工有“∞”字形潤滑油槽。調整主軸的軸向位置就可以精密的調整軸承的間隙。主軸的軸向位置由雙面止推軸承控制。這種結構可以滿足一般普通無心磨床的磨削精度要求，裝配調整比較方便。

（2） 整體內錐滑動軸承與滾動軸承組合結構。這種結構前端採用1：30內錐軸承，後端採用一組單列向心推力球軸承。單列向心推力球軸承的軸向位置，既起到軸向定位作用，又起到調整前軸承的間隙量。此種結構同樣可以滿足一般普通無心磨床的精度要求。

（3） 短三片瓦液體動壓滑動軸承。對於高精度無心外圓磨床的導輪主軸，要求其軸承間隙在幾微米以內，以提高導輪主軸的剛度和迴轉精度。由於導輪主軸在工作時的轉速較低，因此採用較粘的油液在間隙較小的情況下產生較高的油膜剛度以滿足導輪主軸的理想剛度。從結構簡圖上可以看出，潤滑主軸軸承的油液與潤滑蝸輪蝸桿的潤滑油是分離的，從而保證了主軸軸承的潤滑油的清潔度。此結構在MG1020工具機上採用。

2、 雙支承導輪主軸結構形式。導輪主軸採用雙支承形式的原因和優缺點基本與砂輪主軸雙支承形式的原因和優缺點基本與砂輪主軸雙支承形式相同。其內部結構採用短五片瓦液體動壓滑動軸承的原理也與砂輪主軸的原理相同。其軸承的間隙量要比砂輪主軸的間隙量為小。

導輪主軸的驅動與調速

導輪主軸在運轉中一般要求具有二種轉速範圍。即高速（用於修整導輪）和低速（用於工作磨削）。在工作磨削中要求無級調速。本廠導輪主軸的驅動與調速有以下兩種方式。

1、 直流電機驅動

直流電機驅動，由可控矽調速裝置進行一級無級調速，再通過蝸感、蝸輪作二級變速後達到無級調速的要求。其調速範圍一般在1：20以上。

2、 交流電機驅動

交流電機驅動是由交流電機裝上轉差調速器，通過可控矽調速器（或電子管調速器）完成一級無級調速，再通過蝸桿、蝸輪作二級變速後達到無級調速的要求。

注意事項

1、明確加工零件和生產量

當需要選購無心外圓磨床時，首先應確定加工零件和生產量。因為無心磨床的生產率很高，只有用於大批大量生產，才能充分發揮無心磨床的優勢。

2、避免在工具機磨削規格範圍的二端

在選擇無心磨床的規格時，請儘量避免在工具機磨削規格範圍的二端（即最大、最小加工尺寸）因為此二檔規格在磨削精度方面有可能不是最佳精度。