高精度無心磨床：無心磨的前世今生

今天我們就來了解一下無心磨床的前世今生以及它的應用。

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無心磨床的起源

關于無心磨床的起源，得追溯到20世紀初期。那個時候汽車快速發展，奔馳、福特、通用等20余家汽車公司相繼成立，汽車生產組織形式進入標準化和流水線生產，無心磨床就是在汽車工業對制造精密零件高生產量的需求下應運而生的。

20世紀初期的汽車生產車間

1921年，辛辛那提銑床公司接受了福特汽車公司的磨床訂單，首次制造了十臺無心磨床，并于1922年2月17日交付給了福特公司。 

隨著無心磨床的誕生，零件的尺寸精度和圓度直接提高了四分之一，并且生產時間降到了原來的十分之一。這種無心磨削技術不僅使大批量生產成為可能，而且使可互換零件的制造成為可能。

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我國無心磨床的發展

在我國，無心磨床的起步較晚，但是發展比較迅速，先后經歷了仿制生產、自行設計和現代化設計的三大階段。 

1. 仿制生產階段

1954-1960年是仿制階段。1954年，無錫機床廠仿制了第一臺普通無心磨床M2075。1957年仿制了第一臺寬砂無心磨床M1075K。

2. 自行設計階段

1956年10月，無錫機床廠開始在蘇聯專家的指導下進行M1025磨床的設計，通過技術人員和老工人同志的共同努力，克服了各種技術困難，于1958年3月，新產品裝配完畢，鑒定合格。

這是無錫機床廠自行設計的第一臺磨床，更是我國第一臺自行研制的無心磨床。這臺無心磨床的研制成功，為后續我國無心磨床的研發積累了很多寶貴的經驗。

從1961年到1970年期間，以無錫機床廠為主導廠，國內先后設計了用于加工氣閥、球頭銷、十字軸、鋼管、電機軸等專用無心磨床。這些標志著我國無心磨床的自行設計已趨于成熟。在此期間，無錫機床廠、險峰機床廠、本溪第二機床廠、長春第一機床廠等廠家先后生廠了一系列普通無心磨床。

3. 現代化設計階段

隨著科學技術的發展，從20世紀80年代初開始，無心磨床進入現代化設計階段，我國不僅發展新一代的高精度磨床和高速無心磨床，而且也將模塊化設計，靜動態有限元設計，計算機輔助設計以及優化設計應用于無心磨床的設計中。

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無心磨床的工作原理與方法

無心磨床，顧名思義，就是不需要夾緊工件中心而進行磨削的一類磨床，主要由磨削砂輪、導輪（調整輪）和工件支架（托板）三個機構構成。砂輪作用是磨掉研磨物上需要除去表面且產生所要的光制程度；導輪的功用是控制研磨物的轉動速度；工件支架在磨削時用來支撐研磨物。

根據工件進給方式，有三種無心磨削方法：

橫向進給方式：適用于多直徑或異形工件的磨削。

貫穿進給方式：對于滾針、圓柱滾子、圓錐滾子的磨削具有很高的生產效率。

切向進給方式：能夠磨削異形工件，例如球面滾子。

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無心磨與外圓磨的優缺點

我們知道，在所有的磨床中，外圓磨床是應用得最廣泛的一類機床，能加工各種圓柱形圓錐形外表面及軸肩端面磨床。那在加工一個工件時，我們該選用無心磨還是外圓磨呢？這就得了解它們的特點和優缺點。

剛才我們已經介紹了無心磨床的工作原理，下面介紹一下它的特點。

1. 連續加工，無需退刀，裝夾工件等時間短，生產率高。

2. 托架和導輪定位機構比普通外圓磨床頂尖、中心架機構支承剛性好，切削量可以較大，并有利于細長軸類工件的加工，易于實現高速磨削和強力磨削。

3. 無心外圓磨床工件靠外圓在定位機構上定位，磨削量是工件直徑上的余量，故砂輪的磨損、進給機構的補償和切入機構的重復定位精度誤差對零件直徑尺寸精度的影響，只有普通外圓磨床的一半，不需打中心孔，且易于實現上、下料自動化。

4. 寬砂輪無心磨床通過式機構、可采用加大每次的加工余量，在切入磨時可對復雜型面依次形磨削或多砂輪磨削，生產率高，適用范圍廣。

外圓磨床與無心外圓磨床相比較有下列特點：

1. 在磨削效率上外圓磨遠不如無心磨，所以生產成本相對較高。

2. 但相較無心磨，外圓磨的優勢也非常明顯，一是可以修正輥芯前一道車床加工中產生的圓柱度誤差；二是可以對階梯軸進行磨削；若是數控外圓磨床的話，還可以磨中高或弧面。

3. 整體圓柱度精度上，外圓磨一般優于無心磨。

無心磨削是當前機械加工方式中的一種高生產效率的精密加工方法，該磨削方式可以使工件獲得良好的表面加工質量、較高的加工精度及較高的加工效率，被廣泛應用于細長直徑的銷類、細長棒料、管材的加工，在軸承制造領域被普遍采用。