中ぐり盤のボーリングシャフトは工作機械全体の核となる部品であり、ボーリングシャフトとミーリングシャフトから構成されます。 ボーリングシャフトは 2 つのガイドキーに依存して軸方向に前後に移動し、工具送りを実現します。 同時にキー伝達によりミーリングシャフトが回転します。 フライスシャフトは、スピンドルボックスに取り付けられた前後ベアリングの位置に依存し、伝達力を直接受けてボーリングシャフトを回転させて駆動します。 実際の状況に基づいて、ボーリングシャフト加工プロセスの精密研削および研削プロセスを分析します。
1. ボーリングシャフトの工程解析
ボーリングシャフトの材質および素材（別図参照）は38CrMoAlE高品質合金構造用棒鋼で、仕様はφ14｛5｝｝mm×｛3｝｝mm（試験片含む）です。 (17 ± 0.1) mm キー溝の真直度は 0.03 mm です。 2 つのキー溝の平行度公差は 0.03mm です。 キー溝両側の目盛公差は0.02mmです。 ボーリングシャフトの真直度公差は0.01mm、表面粗さ値Ra=0.1μmです。 ミーリングシャフトとブッシュの組立が要件を満たしていることを確認するため、ボーリングシャフトの真円度公差は0.005mm以下、テーパ公差は0.005mm以下となっています。 ボーリング軸窒化処理：D0.5-900。
ボーリングシャフトの図
2. ボーリングシャフトの加工工程
加工工程は、切削→焼きならし→荒旋削→焼き戻し→中心穴修正→準精密旋削→試験片切断→ケガキ→キー溝フライス加工→円錐穴荒研削→キー溝準精密フライス加工→フィッター→キー溝研削（研削代あり）→外周半精密研削→窒化処理→センタ穴修正→円錐穴精密研削→外周準精密研削→キー溝精密研削→外周精密研削。
外側の円を洗練させます。 ボーリングシャフトの外周の精密研削加工はHG-92-5000-B11 CNC研削盤で行われ、外周はφ110h6が必要です。 当社の主軸外周の精密研削は、縦切削による中心研削方式を採用しております。 砥石車が主な切削動作を行い、ワークはワークベンチとともに回転（円周切削）および直線往復運動（長手方向切削）を行います。 研削代は複数の縦方向の切削パスによって除去されます。 各往復ストロークの終わりに、砥石車が横方向に切り込み、送り込みます。
中心研削方法を使用する場合、次の点に注意してください。 ① 研削するときは、中心の基準穴が正確であることを確認する必要があります。 シャフトに熱処理が必要な場合は、研削前に中心穴を修正する必要があります。 ② 砥石の選択は正しく行う必要があります。そうでないと表面粗さに影響を及ぼし、砥石のドレッシングの品質は加工後の表面品質に直接影響します。 したがって、砥石の修正は迅速かつ慎重に行う必要があります。 加工プロセス中は、十分な冷却に注意し、適切な切削液を選択する必要があります。 エラーが発生しないように、旋削装置を一度の設置で研削軸のすべての面に使用するようにしてください。複数のインストールによって。 ⑤長い軸を研削する場合はセンターフレームを使用してください。 ⑥ 条件が許せば、加工中にワークの寸法を停止することなく確認できる自動測定装置を使用すると、補助時間の短縮と生産効率の向上につながります。 精密研削では、砥石の特性、研削量、潤滑と冷却、砥石の修正、加工中の振動など、研削面の品質に影響を与える主な加工要素をよく把握する必要があります。
例えば、砥石の粒径は表面粗さに大きな影響を与えます。 研磨粒子が粗いほど、加工後の表面品質は悪くなりますが、粒子サイズが細かすぎてはいけません。 そうしないと、加工中にワーク表面に多量の熱が発生し、かえって表面品質の低下につながります。 一般的な研磨粒子のサイズは 60 # から 80 # の間である必要があります。 精密粉砕の場合、オプションの粒子サイズは 120 # です。 当社工場では粒度60#のアルミナ中軟砥石を使用し精密研削を行っております。
同時に、砥石の周速度もワークの表面粗さに大きな影響を与えます。 他の条件が同じで砥石速度を上げると、1個の時間内に切削に関与する砥粒の数が増加し、1粒あたりの負担が軽減され、切削抵抗が減少し、ワークの表面品質が向上します。 。 砥石車の速度を上げ、それに応じてワークの速度も上げれば、ワークの表面品質も向上し、生産性も向上します。 ただし、スピンドルなどの部品の場合は、回転速度を上げすぎると真円度が許容範囲外になる可能性があるため、回転速度を上げすぎないようにしてください。
スピンドルの外周の精密研削に使用される切削パラメータは、切削深さ t1=0.03mm、t2=0.01mm、t3=0.002-0 です。{ {8}}5mm、t4=0.00mm; ワーク速度は 20-28r/min; 砥石速度は1450r/minです。
研削後に得られる幾何学的精度は図面の要件を満たしており、真円度は {{0}}.005mm 以下です。 表面粗さ値Ra=0.8μm; 全長曲げ振動 0.01mm以下。
しかし、精密研削中に、ボーリングシャフトの前端のキー溝の端に凹面が現れ、研削プロセスに特定の困難が生じます。 また、精密研削後は研削センターを取り外し、研削時には専用の研削センターに交換してください。 したがって、精密研削スピンドルを取り外すと、ボーリングシャフトのコーン穴の一端が変形し、再度研削が発生し、特に真円度公差の達成がより困難になります。
外側の円を研磨します。 外周研削はボーリングシャフトの最終仕上げ工程です。 研削加工により高い寸法精度と面品位が得られ、またボーリングシャフトなどの研削部品はキー溝の影響を受けないため、煩雑なキー加工工程が不要になります。 ただし、研削加工における取り代は非常に小さいため、加工面は高い寸法精度と面品位を確保した上で研削する必要があります。
当社の工場でボーリングシャフトを研削する前に、以下の要件が必要です。 ① 寸法公差が概ね上限偏差に達し、ボーリングシャフトの外周寸法がφ 110mm まで精密研削されている必要があります。部品の真円度とテーパーの公差は 0.005mm 以下です。 ③ 研削前の部品全長の真直度は図面の要求を満たしているが、研削自体は満たしていない？ プラス部分の真直度。 ④ 研削前の表面粗さ値はRa=0.8μm以上である必要があります。
当社工場で中ぐり加工や研削加工に使用している設備は横型旋盤です。 研削工具に使用されるスピンドルは、外周の半精密研削プロセスと同様です。 一般的な研削工具の材質はワークの材質よりも柔らかく、組織が均一でなければなりません。 研削工具の構造を均一にすることによってのみ、研削ワークの均一性を確保することができます。 研削工具には優れた耐摩耗性も必要であり、研削工具自体のサイズと幾何学的形状は、研削後のワークピースのサイズと幾何学形状の精度に直接影響します。 研削工具が硬すぎると、研削工具自体の精度は保てますが、研削工具の表面に砥粒が入り込みにくくなります。 研削中、砥粒は研削工具とワーク表面の間を転がったり、滑ったりします。 これも切削効果はありますが、効率が低く、砥粒が研削工具やワーク表面から搾り出されやすくなります。 最も好ましくない状況は、柔らかいワークピースを研削する場合、砥粒がワークピース表面に埋め込まれ、表面品質が低下する可能性があることです。 逆に、研削工具が柔らかすぎて、すぐに不均一に摩耗してしまうと、正確な幾何学的形状の精度が失われて研削品質に影響を及ぼしやすくなります。
最も一般的に使用される鋳鉄研削工具は、さまざまな被削材の加工や精密研削に適しており、良好な研削品質と高い生産効率を保証します。 また、研削工具の製造が容易であり、コストも安価である。 銅やアルミなどの材質の研削工具は取り代が大きく荒研削に適しています。
研削プロセス中、研削液は砥粒の混合と潤滑冷却の役割を果たすだけでなく、研削プロセスを促進する化学的な役割も果たします。 たとえば、粘性のあるオレイン酸を研削液に添加すると、ワークの表面に付着し、ワークの表面に酸化膜の層が急速に形成されます。 研削開始時は、ワーク表面の凸状酸化膜により研削工具との接触面積が小さく、単位面積あたりの圧力が高くなります。 最初に研磨粒子によって削り取られ、新しい金属表面はすぐに再び酸化されます。 新たに形成された酸化皮膜も容易に削れます。 これが続くと、凸状の山は徐々に滑らかになります。 ワークの凹面にある酸化膜が保護層として働き、凹面のさらなる酸化を防ぎます。 研削液は灯油やガソリンに強酸化力のあるオレイン酸、脂肪酸、ステアリン酸、工業用グリセリンなどを添加したものが一般的です。 ボーリングシャフトを研削する場合、すべての研削剤は白色アルミナ粉末と灯油の混合物であり、酸や工業用グリセロールは添加されていません。
3. 結論
研削後、ボーリングシャフトは高い精度と表面品質を達成できます。 外側の円のサイズは図面の要件を満たしており、表面粗さの値はRa{{0}}.1μm以上に達します。 テーパ、真円度ともに0.005mm以下。 実際の加工検証を通じて、精密研削と研磨の使用により、ボーリングシャフトの設計要件を保証できます。
WBMについてさらに詳しく自動調心ころ:
自動調心ころ軸受には、2 列の対称ころ、共通の球面外輪軌道と、軸受軸に対してある角度で傾斜した 2 つの内輪軌道が備えられています。 外輪軌道面の球面の中心点が軸受軸線上にあります。
https://www.bearingroller.com/rolling-elements/taper-roller/spherical-2roller.html
