摘 要 針對空調壓縮機行業氣缸和軸承零件的精加工，介紹了一種磨削氣缸和軸承內孔的專用精密磨床。主要分析了壓縮機氣缸的精度要求，以及這些精度要求對整臺壓縮機的影響，包括噪音、壽命等。詳細介紹了“數控壓縮機氣缸精密內圓磨床”的主要特點及性能，機床的主要部件結構。磨削采用CBN 砂輪和大功率電主軸，縱向與橫向移動機構依靠伺服電機驅動滾珠絲杠來實現。實現了以磨代研的工藝，改變空調壓縮機行業內孔精加工的傳統工藝，在降低生產成本的同時也降低了勞動強度，提高了生產效率，為批量生產和規模化生產提供一種新的選擇。
目前，國內壓縮機行業三個關鍵零件“氣缸、主軸承、副軸承”，它們的內孔加工依然采用傳統的研磨工藝，在國外早已采用以磨代研的先進工藝，而國內以磨代研的先進工藝在壓縮機行業典型零件內孔加工中尚未普及推廣。
隨著國際競爭的日趨激烈，國內壓縮機行業相關企業的壓力愈來愈大。由于國內壓縮機對高效、噪音等環保的要求越來越高，從而對壓縮機行業關鍵零件的加工精度有著更高的要求。因此，改變傳統落后的加工工藝，提高關鍵零件加工精度及效率勢在必行。數控壓縮機氣缸精密內圓磨床的研制成功，滿足了國內壓縮機行業關鍵零件的內孔精密磨削的要求。
1、 壓縮機氣缸內孔加工要求
1）加工精度：圓度、圓柱度、波度、直線度均要求≤2 μm；
2）加工節拍：≤ 20 s；
3）加工精度的一致性：CPK≥1.33。
2 、內圓磨床的功能
“數控壓縮機氣缸精密內圓磨床”是一種高精高效磨床，專門為壓縮機行業氣缸等關鍵零件內孔（圓度、圓柱度、粗糙度、尺寸位置精度要求很高的內孔）的精加工而研制開發。該設備的開發，極大地提高了壓縮機氣缸的內在質量，降低了噪音，延長了壓縮機的使用壽命，具有良好的經濟和社會效益。該設備除了加工壓縮機氣缸、主副軸承內孔外，更換專用工件夾具后，還可加工其它一些內孔精度要求較高的零件。如：液壓挺桿、出油閥、壓閥座等小孔、深孔、薄壁零件內孔的精加工。
3 、內圓磨床主要技術規格參數
磨削方式為數控振蕩磨削；工件支撐方式為雙支點+電磁吸盤。
可磨削表面通孔、盲孔、階梯孔、錐孔、端面；
修整方式為金剛石滾輪修整。
磨削工件內徑 6～20 mm
磨削工件長度 40 mm
工件中心高 1 050 mm
工件主軸轉速 26、400、520、790 r/min
工件主軸箱旋轉角度 30°
橫向工作臺行程 110 mm
橫向進給速度 1～20 000 μm/s
縱向工作臺行程 290 mm
縱向進給速度 10～200 000 μm/s
4、 內圓磨床主要特點及性能
數控壓縮機汽缸內圓磨床性能穩定、可靠性高，采用主動量儀在線檢測加工尺寸，保證尺寸穩定性，尺寸精度合格率達到近100%。利用功率或聲發射傳感器實現監控磨削和修整。修整循環次數自動調整以保證砂輪狀態的一致性，自動檢測砂輪直徑，保證了砂輪尺寸的準確度。磨削加工中自動調整進給速度實現磨削力控制，保證磨削狀態穩定性，并
提高了磨削精度的一致性。廢品率大幅度降低，可控制在0.5‰以內。利用聲發射傳感器及機床自身防碰撞功能，發生異常碰撞可迅速反應，降低事故所造成損失，保護人身及機床安全。無需備份電池保護程序，保證機床程序參數不丟失。
5 、內圓磨床關鍵技術
車頭采用了軸承主軸，該車頭主軸具有較高的回轉精度、較強的承載剛性、機械磨損比較小、精度保持性好的特點。磨削采用CBN 砂輪，砂輪修整采用金剛石滾輪修整，金剛石滾輪修整的主要優點是結構簡單、滾輪耐用度高、修整時間短、修整力小、適用于機械自動化生產。磨具采用了大功率電主軸，該電主軸功率2.5kW、轉速60 000 r/min，具有高精、高速、高效的特點。配套有油霧潤滑和循環水冷卻。同時配有調整電主軸轉速用的變頻器。
導軌副采用了十字交叉滾柱，具有結構簡單，精度高、承載剛性好、使用壽命長、加工維修方便等優點。
采用單排或雙排液動自動定心薄膜卡盤來夾持工件，該卡盤具有夾緊快速、方便、可靠、定心精度高的優點。同時配備有專門的回轉油缸為夾緊工件提供液壓動力。
電氣操作控制部分安裝有人機界面操作屏，直觀方便、簡單易學。縱、橫向機構均采用伺服電機驅動，高精度滾珠絲杠傳動，動作靈活，定位準確，操作方便。利用功率或聲發射傳感器實現監控磨削和修整狀態。
6、 內圓磨床主要部件結構
1）車頭
本機床采用的是軸承主軸車頭，具有回轉精度高、使用壽命長的優點。它是一個筒形整體結構，裝在車頭箱體內。主軸前端是莫氏5 號錐孔與夾具連接，夾具采用的是專用夾具。主軸后端裝有一個回轉油缸，松卡盤的動力由壓力油通過活塞、推桿提供。通過車頭電機、皮帶、皮帶輪帶動主軸旋轉，雙速電動機通過皮帶輪傳動，使主軸旋轉可得到四種不同的轉速，可以滿足不同的磨削要求。
2）磨具
與機床配套的大功率軸承電主軸，功率2.5 kW，轉速60 000 r/min，電源由變頻器提供，頻率1 000 Hz。需加油霧潤滑、循環水冷卻。
3）縱向機構（Z 軸）
縱向機構主要由縱向滑座、大滑板（工作臺）、十字交叉V 形滾珠導軌組成。大滑板用于將砂輪快速引進或退出磨削區和砂輪的往復及進給，由伺服電機驅動。
4）橫向機構（X 軸）
橫向機構主要由橫向滑座、滑板、十字交叉V形滾珠導軌組成，滑板移動方向與大滑板（Z 軸）運動方向垂直，滑板與滾珠絲杠相連，由伺服電機驅動。滑板（X 軸）用于磨削時的進給或復位。
5）砂輪修整機構
砂輪的修整機構主要有安裝支架、電動機、主軸套筒旋轉機構、V 型帶傳動機構、金剛石滾輪組成。由電動機帶動金剛石滾輪旋轉來對砂輪進行修整，這種裝置結構簡單，便于操作。
6）液壓油箱
為機床提供壓力油，主要用于控制夾具的松開和鎖緊。
7）工件冷卻系統
冷卻液為煤油或其它專用冷卻液。工作時，工作臺進入磨削區，開啟冷卻液，其流量由磨桿架上的球閥調節。工作臺后退時，冷卻液關閉。
8）磨具冷卻系統
冷卻液為具有防銹效果的水質冷卻液。進液管接在磨頭后部下邊的接頭上，回液管則接在上邊的接頭上。冷卻液只要開機就一直不停。
7 、結語
“數控壓縮機氣缸精密內圓磨床”是集機械、液壓、電氣、新材料為一體的高技術機床產品。它具有結構緊湊、加工精度高、性能穩定、操作方便等特點。它的研制成功，改變了壓縮機氣缸長期落后的生產工藝，也為企業生產大大減少了加工時間，提高了生產效率，使企業的生產成本大大降低，提高了企業的競爭力。
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