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上海中国弹簧制造有限公司 王龙琪
【摘 要】 本文主要阐述气门弹簧在磨削过程中，不能同时修整砂轮，经过分析找到了原因，并得到了解决。
【关键词】砂轮 修整器 修整 割刀片
1.概述
气门弹簧是发动机配气系统中的重要零件，它的任务是在发动机心脏-气缸曲柄连杆高速运转时保证气门自动回位关闭、密封并保证气门与气门座合压力，同时吸收气门在开启和关闭过程中传动零件所产生的惯性力，以防止各种传动件彼此分离而破坏配气机构正常工作，气门弹簧在工作中受到周期循环的应力作用，其性能直接影响着发动机的运行的安全及效率。
在弹簧制造中，弹簧的端面磨削是螺旋弹簧制造过程中一个重要环节。随着弹簧行业的发展，对弹簧的加工精度和生产效率要求逐步提高。我厂1994年以及1996年先后引进了两条达到国际先进水平的气门弹簧生产线，每小时生产能力2500件，主要有卷簧机、SOF炉、清洗机、回火炉、长度分选机、磨簧机、喷丸机、热压机和测力机、上油组成。根据生产线高效率的特点，选用了型号：EBD902.01名称：立式、干磨、双端面四头自动磨簧机，磨簧机有上、下各两个磨头。同时磨削弹簧的两个端面，砂轮选用外径--900mm、厚度--90mm、孔径--300mm、磨料--棕刚玉、粒度—20、硬度—P/Q、结合剂--树脂结合剂、最高工作线速度--50m/s。具有操作使用方便，生产效率高，是批量性弹簧双端面磨削的理想设备。弹簧从料盘一边进去到另一边出来，能连续不间断的生产，气门弹簧在料盘里磨削一圈就能达到工艺要求，过去使用的磨簧机，弹簧在料盘里磨几十圈才能达到工艺要求。磨簧机砂轮在使用了一段时间，砂轮表面磨粒钝化磨削能力下降，砂轮会出现凹凸不平，要对砂轮表面进行修整，来恢复砂轮正常磨削力。本文将磨簧机在生产过程中的砂轮怎样修整谈一些看法和建议。
2.存在的问题
磨簧机主要用于弹簧端面的磨削。弹簧钢丝经过卷簧机卷制，形成弹簧的半成品，其两个端面不平行，还不能满足使用要求。需要通过磨簧机将半成品的两个端面磨平，磨平部分要求不少于3/4圈或2700。弹簧两端支承面对弹簧的轴线的垂直度及两支承面间的平行度是磨簧主要技术要求，垂直度误差过大会造成弹簧歪斜，影响弹簧的工作特性。两支承面间的平行度不良，会使弹簧与其它零件的接触面减少会造成弹簧摇摆。有以上不良出现就应修整砂轮表面，气门弹簧生产线应是不间断连续生产，但遇到修整砂轮时，生产线就要暂停等待磨簧机砂轮修整后方可继续生产。因为弹簧的磨削高度一般在50mm,两块砂轮之间距离小于50mm,而修整砂轮的割刀片外经是55 mm.所以弹簧不能在磨削过程中同时修整砂轮。见图一
图一
图一
3.问题分析和措施
作为发动机心脏的关键零部件之一的气门弹簧。其性能指标及安全可靠性指标是决定发动机动力、升功率及安全行驶的关键。对气门弹簧的质量要求非常高。弹簧在磨削生产过程中，因为砂轮外径900mm、内径300 mm所以线速度相差3倍，在砂轮的表面脱落的磨料是不均匀的，砂轮会出现凹凸不平，这样砂轮的表面就不平整了，影响弹簧的垂直度、平行度和自由高度；随着弹簧在磨削生产过程中砂轮表面磨钝的磨粒不易脱落，砂轮易堵塞，磨削热量增加，弹簧表面易烧伤、磨面溢出、磨削表面粗糙度和弹簧端圈隙缝不良，磨削效率降低，为了更好地保证磨削质量，就应该经常修磨砂轮的表面，需要修整砂轮凹凸不平端面，将钝化的磨粒去掉，露出锋利磨粒来提高产品质量以及工作效率。气门弹簧生产线应是不间断连续生产，但遇到修整砂轮时，生产线磨簧后道工序就要等待磨簧机砂轮修整后方可继续生产。因为修整砂轮的割刀片外径大于两块砂轮之间距.所以要修整砂轮时先等磨簧机上面料盘里的弹簧走完后，再将上砂轮上升到两块砂轮之间距离高于割刀片外径的某个高度,才可以修整砂轮。在定制修整砂轮的割刀片时，将修整砂轮的割刀片从外径是55 mm.改为48 mm，这样就可以边磨削边修整砂轮，使整条生产线实行不间断地生产。见图二
3.1在实际操作中根据弹簧的线径，分弹簧线径大于等于3 mm和弹簧线径小于等于3mm二种操作方法。
3.1.1弹簧线径大于等于3 mm
修整砂轮时应先修整粗磨上砂轮1次，然后修整粗磨下砂轮2次，再粗磨上砂轮1次，最后修整细磨上砂轮1次，和下砂轮1次。这样可防止因磨削过程中，修整砂轮造成弹簧二端面磨面不均匀和端头厚度不均匀。
3.1.2弹簧线径小于3 mm
修整砂轮时应先修整粗磨上砂轮1次，然后修整粗磨下砂轮1次，最后修整细磨上、下砂轮各1次。
3.2对自由高度小于48mm的弹簧
平时应将使用过修整砂轮的割刀片收集好。当平时修整砂轮的割刀片外径磨损到45mm时换下，换上新的砂轮的割刀片，以便用于自由高度小于48mm的弹簧，在磨削过程中随时随地修整砂轮。
3.3砂轮的修整
当砂轮表面出现磨粒钝化，表面堵塞，外形失真等现象时，将影响磨削工作的正常进行，而且会直接影响被加工弹簧表面质量。修整砂轮是由割刀片和砂轮之间产生的挤压力，将砂轮表面上钝化的磨粒去掉。修整后的砂轮表露出新的磨料，刃口锋利，恢复正常切削性能。
3.3.1修整砂轮的角度
磨簧机的两对砂轮，第一对粗磨砂轮是形成一个喇叭口，这种方式适合粗磨弹簧端面。 第二对砂轮精磨砂轮是平行磨削，磨出的弹簧垂直度平行度等精度高，适合精磨弹簧端面。弹簧线径大于等于3 mm的弹簧，修整第一对粗磨上砂轮时，修整器要有10倾斜角度。弹簧线径小于等于3 mm的弹簧，修整第一对粗磨上砂轮时，修整器要有0.50倾斜角度。根据弹簧钢丝线径，线径越大倾斜角度越大，线径越小倾斜角度越小。因为EBD902.01四头自动磨簧机，弹簧在料盘里磨削1 圈成型的，二块粗磨砂轮之间的高度已接近弹簧的磨削长度，如果粗磨砂轮没有倾斜度，未磨的弹簧一靠近砂轮就会造成弹簧的端圈碰伤。即使通过上导向压板将弹簧压缩到高度稍低于上砂轮距离，弹簧刚进砂轮磨削时受到的压力非常大，弹簧发热量增大，弹簧端圈会发生过烧以及弹簧端头贴紧处容易产生隙缝，磨削精度也难保证。
3.3.2修整砂轮的进给量
修整砂轮如采取微量修整 ，工作效率低、浪费时间。 为减少修整时间，想选择大些修整进给量。这是一种极其错误的想法。必须选择最合适的修整进给量对砂轮进行修整。选择太大修整进给量，会产生高的切削温度，减少修整器的使用寿命，还会将有用的砂轮层切除。最终结果是使修整器和砂轮两者受损，适得其反。******的砂轮修整进给量：修整粗磨砂轮的进给量不得大于0.2 mm 。修整精磨砂轮时进给量0.05 至 0.1 mm， 经过2次左右修整砂轮过程，去除磨粒间的结合剂和磨钝的砂轮磨粒，既能恢复砂轮表面平整度，又能使具有很强磨削性能的砂轮磨粒突出结合剂之外，形成锐利的切削刃。
3.3.3修整砂轮的速度
修整砂轮的割刀片移动速度是通过砂轮半径直线的速度。它对砂轮表面粗糙度和切削率都起有关键的作用。移动速度太慢，将会堵塞砂轮，烧伤修整砂轮的割刀片，引起割刀片刀刃卷边，损害弹簧磨削面的粗糙度和切削率，移动速度太快影响砂轮表面平整度和砂轮磨削性能，影响弹簧的垂直度、平行度和自由高度。修整砂轮的割刀片通过砂轮半径直线速度为3米/分。适中的均匀移动速度能修整出好的砂轮表面，提高砂轮的磨削性能，增加磨削效率。
3.4修整砂轮的******阶段
根据砂轮的切削能力可分四个阶段：第一阶段当砂轮进刀0.1mm,弹簧的实际磨削长度短了0.09—0.1mm，称为最锋利阶段，第二阶段当砂轮进刀0.1mm,弹簧的实际磨削长度短了0.07—0.9mm，称为磨削阶段，第三阶段当砂轮进刀0.1mm,弹簧的实际磨削长度短了0.05—0.7mm，称为修整阶段，第四阶段当砂轮进刀0.1mm,弹簧的实际磨削长度短了0.02—0.5mm，称为挤压阶段。根据EBD902.01四头自动磨簧机的特点，弹簧在料盘里磨削1 圈成型的，应在第二阶段末，第三阶段初就应及时修整砂轮，这时一组砂轮上下之间的实际距离和弹簧的磨削高度相差不大，所以弹簧在磨削过程中同时修整砂轮对弹簧磨削高度没什么影响。如果到了第四阶段才去修整砂轮，这时一组砂轮上下之间的实际距离和弹簧的磨削高度相差非常大，弹簧在磨削过程中同时修整砂轮会引起弹簧的磨削高度波动太大，造成弹簧两个端面磨面不均匀和端头厚度不均匀和其它不良。
3.5修整砂轮表面的形状
砂轮修整呈不同形状，磨削后垂直度也不相同，中凹形砂轮----磨削后弹簧垂直度好，适用于精磨砂轮，但砂轮易于磨损使用时间不长，修整次数多。平行形砂轮----它使用时间长，修整次数少，磨削后弹簧垂直度较好，这是理想的砂轮修整后的形状。中凸形砂轮----砂轮修整后，中间凸起，磨削后弹簧垂直度不好，原因一般是砂轮修整器导轨磨损，修整器修整时出现让刀现象所造成的。出现此情况应及时修理修整器。如砂轮中间突起不多，粗磨时可以使用，但不能用于精磨弹簧。
3.6修整器的保养
每次修整砂轮前应检查修整器导轨密封是否损坏，发现损坏应及时修理修整器导轨密封装置，如未及时修理修砂子会进入修整器导轨，造成导轨磨损。机器使用时间长了，也会使修整器导轨磨损，在修整砂轮中发现修整器导轨松动此时应及时调整修整器导轨上的塞铁调节螺丝，否则会出现让刀现象，砂轮修整后呈中凸形，影响弹簧的加工精度。
4.效果
在修整砂轮的割刀片外径改用48 mm之前，是用外径是55 mm.因为修整砂轮的割刀片外径大于两块砂轮之间距,所以要修整砂轮时先等磨簧机上面料盘里的弹簧走完后，再将上砂轮上升两块砂轮之间距离大于55mm的某一个高度，才可以修整砂轮。料盘每转1 圈要5分钟，还有砂轮上下时间和修整器进出时间，每修整砂轮1次需要15分钟，每2小时需修整砂轮1次，每班修整砂轮4次，可节约60分钟。实践证明，修整砂轮的割刀片外径改用了48 mm，就可以使弹簧边磨削边修整砂轮，在弹簧磨削过程中随时随地修整砂轮，使砂轮表面始终平整和磨粒处于锋利状态下，使整条生产线实行不间断地生产。提高生产效率12%，并同时提高了产品质量。