无心外圆磨床

无心磨床，是不需要采用工件的轴心而施行磨削的一类磨床。是由磨削砂轮，调整轮和工件支架三个机构构成，其中磨削砂轮实际担任磨削的工作，调整轮控制工件的旋转，并使工件发生进刀速度，至于工件支架乃在磨削时支撑工件，这三种机件可有数种配合的方法，但停止研磨除外，原理上都相同。

结构形式无心外圆磨床按照砂轮架、托架在床身上的相对位置，可以分为三种基本结构形式：

1、砂轮架固定式

砂轮架固定式无心外圆磨床，这种形式的无心磨床的砂轮架固定在床身上，导轮和托架之间可作相对调整移动，在通磨或切入磨削时，导轮、托架和工件一同作进给和补偿运动。砂轮和导轮主轴一般均采用悬伸式支承结构。特点：结构简单，体积小，一般中小型无心磨床采用这种结构形式。如M1020A、MT1040A、M1050A、M10100、MG1020、MG10100、MS10100等产品均属于这种结构形式。

2、砂轮架移动式

砂轮架移动式无心外圆磨床，这种形式的无心磨床的托架固定在床身上，砂轮架和导轮架相对托架可作调整运动，特殊情况下可做进给运动。这类无心磨床的砂轮、导轮主轴多数采用双支承结构形式。

特点：因为托架固定在床身上，所以工件中心相对床身是固定的，因此可以在机床上附设各种送料装置或自动上下料机构。全自动无心磨床必须采用这种结构形式。中型无心磨床如MGT1050、M11100、M11100A、M10200、MG10200A、MZT10400、M11200等产品均属于这类结构形式。

3、倾斜式

倾斜式无心外圆磨床，这种形式的砂轮、导轮中心连线与水平面倾斜α角。托架固定在床身上，砂轮、导轮主轴为双支承结构。导轮架相对托架可做调整运动，砂轮架作进给补偿运动。

特点：由于机床倾斜α角后，工件对导轮表面的法向压力相对增加，从而增加了工件与导轮表面的摩擦力，对于带动大型、重型工件的回转提供了良好的基础。如MZT10400机床是这种结构形式1。

主要部件结构砂轮主轴结构及支承形式砂轮主轴是安装砂轮并在高速回转下带动砂轮进行磨削工件的重要部件。主轴本身的强度、刚度及回转精度等对磨削精度和生产率都有直接影响。轴承结构性能与主轴支承形式对主轴上述性能又有直接关系。为此介绍几种砂轮主轴的轴承结构形式和支承方式。

悬伸式砂轮主轴支承结构这种形式的支承结构一般在砂轮架固定式无心外圆磨床上采用。其优点是砂轮装卸方便。根据不同的轴承结构，常用的有下列四种类型。

（1）短五片液体动压润滑轴承，轴瓦的长度直径之比为0.75~0.8，采用球面螺钉支承，轴承的径向间隙小，承载能力、油膜刚度和回转精度均较高。如M1050A、M10100、MZ1050/…等产品均采用这类轴承结构。

（2）短三片（或四片）瓦液体动压润滑轴承，与上一种相比，只是轴瓦数量的差别，其基本特点与短五片瓦相同。这类轴承结构通常在小型、轻载的高精度无心外圆磨床上采用。如MG1020、MG10100等产品采用这类轴承结构形式。

（3）长五片瓦液体润滑轴承，其长度直径之比一般为1.2~1.5。下面的两块轴瓦由磨架轴承孔支承轴瓦的外表面母线，上面的三块轴瓦可作轴承间隙调整。轴瓦的横断面呈内外表面不等厚形，在支承中心为最厚尺寸，向二侧呈渐薄形减小。此轴承结构的瓦轴加工工艺较复杂，在调整间隙时，要求调整的技术水平较高，故此在新产品设计中一般不再采用此种形式。本厂产品中尚有MT1040A仍然采用这类轴承结构形式。

（4）液压静压轴承，这类轴承的承载形式是借助液压系统，强制地将压力润滑液体（一般为油液），输入轴与轴承的间隙内（油腔），利用液体的静止压力支承载荷的一种滑动轴承。这类轴承的轴在运动中应是处在纯液体摩擦状态中，理论上呈无磨损状态，因而具有下列优点：

a、与动压滑动轴承比较，静压轴承的承载能力取决于轴承结构尺寸及供油系统压力，与轴的转速、润滑液的粘度等几乎无关，即使主轴处在静止或低速状态下，只要供油系统有规定的压力油供给，静压轴承也同样具有较高的承载能力。

b、静压轴承的油膜刚度高，通常情况下要比主轴本身的刚度略高。

c、由于主轴周围的油膜刚度较高，因此静压轴承的抗震性要比滚动轴承好得多。

d、静压轴承由于摩擦系数小，因此起动力矩亦小，轴的磨损极少，故此寿命较长，一般情况下不需要经常维修及调整。

对于静压轴承的使用不多，仅在MGT1050、外圆磨床M1380B等机床上采用。因为静压轴承的使用，必须具备一套油液过滤十分清洁的液压系统，制造成本较高，占地面积亦大。2、双支承形式的砂轮主轴结构

双支承形式的砂轮主轴结构一般在砂轮宽度大、砂轮架移动式无心磨床上采用。这是为了提高较宽砂轮的砂轮主轴的刚度和回转精度而设计的。其结构是在主轴两端各配置一套短五片瓦液体动压润滑轴承。其唯一的不足之处是砂轮装卸费时、困难，装卸砂轮时要注意做好清洁工作和防止磕碰，以免影响主轴回转精度。

导轮主轴结构及支承形式导轮主轴在无心磨床上的功能，既是工件的定位基准，又要驱动工件匀速回转还要在通磨时保证工件匀速向前运动。

要提高无心磨床的磨削精度，就必须提高导轮主轴的刚度和回转精度。刚度和回转精度的提高与轴承的结构和支承形式有相关。

常用的几种导轮主轴支承形式及结构介绍如下：

1、 悬伸式导轮主轴支承结构。在砂轮架固定式无心外圆磨床中，当导轮直径和宽度尺寸不大的中小型机床上，较多采用此种支承结构形式。其优点是结构简单、导轮装卸方便。以内部结构差别区分，有以下三种悬伸式导轮主轴结构。

（1） 前后二个整体内锥滑动轴承。其内锥孔一般均采用1：30锥度，孔内加工有“∞”字形润滑油槽。调整主轴的轴向位置就可以精密的调整轴承的间隙。主轴的轴向位置由双面止推轴承控制。这种结构可以满足一般普通无心磨床的磨削精度要求，装配调整比较方便。

（2） 整体内锥滑动轴承与滚动轴承组合结构。这种结构前端采用1：30内锥轴承，后端采用一组单列向心推力球轴承。单列向心推力球轴承的轴向位置，既起到轴向定位作用，又起到调整前轴承的间隙量。此种结构同样可以满足一般普通无心磨床的精度要求。

（3） 短三片瓦液体动压滑动轴承。对于高精度无心外圆磨床的导轮主轴，要求其轴承间隙在几微米以内，以提高导轮主轴的刚度和回转精度。由于导轮主轴在工作时的转速较低，因此采用较粘的油液在间隙较小的情况下产生较高的油膜刚度以满足导轮主轴的理想刚度。从结构简图上可以看出，润滑主轴轴承的油液与润滑蜗轮蜗杆的润滑油是分离的，从而保证了主轴轴承的润滑油的清洁度。此结构在MG1020机床上采用。

2、 双支承导轮主轴结构形式。导轮主轴采用双支承形式的原因和优缺点基本与砂轮主轴双支承形式的原因和优缺点基本与砂轮主轴双支承形式相同。其内部结构采用短五片瓦液体动压滑动轴承的原理也与砂轮主轴的原理相同。其轴承的间隙量要比砂轮主轴的间隙量为小。

导轮主轴的驱动与调速导轮主轴在运转中一般要求具有二种转速范围。即高速（用于修整导轮）和低速（用于工作磨削）。在工作磨削中要求无级调速。本厂导轮主轴的驱动与调速有以下两种方式。

1、 直流电机驱动

直流电机驱动，由可控硅调速装置进行一级无级调速，再通过蜗感、蜗轮作二级变速后达到无级调速的要求。其调速范围一般在1：20以上。

2、 交流电机驱动

交流电机驱动是由交流电机装上转差调速器，通过可控硅调速器（或电子管调速器）完成一级无级调速，再通过蜗杆、蜗轮作二级变速后达到无级调速的要求。

注意事项1、明确加工零件和生产量

当需要选购无心外圆磨床时，首先应确定加工零件和生产量。因为无心磨床的生产率很高，只有用于大批大量生产，才能充分发挥无心磨床的优势。

2、避免在机床磨削规格范围的二端

在选择无心磨床的规格时，请尽量避免在机床磨削规格范围的二端（即最大、最小加工尺寸）因为此二档规格在磨削精度方面有可能不是最佳精度2。

本词条内容贡献者为:

石季英 - 副教授 - 天津大学