1.影響磨床加工質量的主要原因
 

　　外圓磨床加工過程，因加工工件的形狀、尺寸、工件材質以及磨削量、磨削參數的變化，加工負荷不斷變化。當加工工件內徑小，磨削進給少，砂輪磨削力小，加工負荷就小。當加工大內徑長套筒類工件時，工件旋轉的電動機在低速段，砂輪進給量大，砂輪磨削力也在變大，此時加工負荷就大。因負荷的變化造成電動機很難在恒轉矩、恒速度下運行。同時，速度的變化改變了主軸、磨頭等振動頻率及幅值，加工后工件加工面出現了直波紋、粗糙度超差等質量問題，不能滿足工件加工的質量要求。
 

　　2.磨床在運動中產生振動的原因分析
 

　　普通磨床由3個振動源組成：一是主軸電機，主要負責工件的旋轉；二是磨頭電機，通過皮帶傳動帶動磨削砂輪的高速旋轉(含磨頭軸承和砂輪動平衡的好壞)；三是油泵電機，負責磨頭的前后移動和工件的左右移動(有的設備將油泵電機系統改為單獨的液壓工作站，可以取消此項震源)。任何旋轉和移動設備都不可避免地產生振動，見圖1。X軸代表轉速，Y軸代表振動幅值。變頻器應用將改變交流電機供電的頻率和幅值，從而改變其運動磁場的周期，達到平滑控制電動機轉速的目的。如果將磨頭電機加裝匹配的變頻器，通過改變頻率，減小磨頭電機振動曲線2的幅值，從而降低曲線1、曲線2疊加后的振動幅值，減小磨削過程中產生的共振，保證加工工件的精度要求。
 

　　3.加裝變頻器在內、外圓磨床上的效果
 

　　公司二機車間有一臺M1432A外圓磨床，擔負著動車轉軸磨削工序。該設備使用近30年，各方面性能老化，加工精度已很難滿足工藝要求，設備在磨削工件時會產生直波紋，經過事業部、車間設備技術人員與設備維修人員對該設備進行研究分析，一致認為是砂輪線速度與工件旋轉線速度在頻率上相互干涉，砂輪在加工轉軸、軸套過程中產生共振而造成的，解決方案就是改變砂輪主軸電機頻率及轉速，減小共振，從而消除轉軸的直波紋。車間設備員、電氣技師經過反復協商計算，轉軸佳磨削轉速820r/min，磨頭砂輪的轉速3000r/min，根據轉速與頻率成反比，確定外圓磨床磨頭電機技術參數為功率4kW、轉速1440r/min、頻率50Hz與極數4對比，認為此變頻器可以應用。終確定變頻器的額定功率15kW，頻率28.5~300Hz，公司及時采購，經過車間安裝、調試，終解決了轉軸磨削過程中出現直波紋的問題。
 

　　借鑒在外圓磨床增加變頻器，解決直波紋質量問題的經驗。事業部對車間內圓磨床的磨頭電機選型、匹配合適的變頻器。參數為功率5.5kW、轉速2900r/min、頻率50Hz、極數2。安裝運行后，成功解決了內圓磨床的直波紋質量問題。
 

　　4.結束語
 

　　經過加裝變頻器，極大地提高了磨床加工效率，由加裝變頻器前的每天每臺設備磨8根轉軸，增加為每天每臺設備可磨16根轉軸。車間后續又對兩臺磨床加裝變頻器，都成功地解決了轉軸磨削后的直波紋問題。通過此次改進，不但提高了設備加工精度，解決了車間生產的瓶頸工序。同時，節約了能源。

 

（原標題：變頻器和磨床加工質量之間的小秘密）