超高速磨削的方法與類別
2022年01月14日 11:18點擊:565來源:南通第二機床有限公司>>進入該公司展臺
超高速磨削加工方法主要包括超高速精密磨削、高效深磨、快速點磨削與隨動磨削等
1.超高速精密磨削
超高速精密磨削是使用砂輪線速度為150—200m/s的CBN砂輪,配以高性能計算機數控(cNc)系統和高精度微進給機構,并通過精密修整微細磨料磨具,采用亞微米級磨削深度和潔凈加工環境獲得高效率與亞微米級以下的尺寸精度的加工方法。超高速精密磨削既能夠保證高的加工精度,又可獲得高的加工效率。
2.高效深切磨削
高效深切磨削即高效深磨(High Efficiency Deep Grinding,HEDG)技術是近幾年發展起的一種集砂輪高速度(100。250m/s)、高進給速度(O.5~10m/rain)和大磨削深度(O·1~30mm)為一體的高效率磨削技術。高效深磨概念是由德國Bremen大學Werner教授于1980年創立的,目前歐洲企業在高效深磨技術應用方面居地位。高效深磨可直觀地看成是緩進給磨削和超高速磨削的結合,與普通磨削不同的是高效深磨可以通過一個磨削行程,完成過去由車、銑、磨等多個工序組成的粗精加工過程,獲得遠高于普通平面磨床磨削加工的金屬磨除率(磨除率比普通磨削高100~1000倍),表面質量也可達到普通磨削水平。由于它使用比緩進給磨削快得多的進給速度,生產率大幅度提高。后來又進一步在CBN砂輪基礎上開發出200。300∥s的超高速深磨磨床。采用陶瓷結合劑砂輪以120m/s的速度磨削,比磨除率可達500~1000mm3/(mm.s),比車削和銑削高5倍以上。英國用盤形CBN砂輪對低合金鋼5lCrv4進行了146ln/s的高效深磨試驗研究,金屬比磨除率超過400ram3/(mm。s)。德國Guehring Automation公司的FD613超高速平面磨床,以150m/s及CBN砂輪磨削寬1-10mm、深30ram的轉子槽時工作臺進給速度達3000mm/min,在125m/s溝槽磨床上,磨削深20ram的鉆頭溝槽可一完成,金屬比磨除率達500400mm3/(mm·s)。高效成形磨削作為高效深磨的一種也得到廣泛應用,并可借助CNC系統和CBN成形砂輪完成更復雜型面的加工,表面質量可與普通磨削媲美。此項技術已成功地用于絲杠、螺桿、齒輪、轉子槽、工具溝槽等的以磨代銑加工。
3.快速點磨削
快速點磨削(Quick point Grinding)是由德國Junker公司于1994年開發的新型超高速磨削技術。它集成了超高速磨削、CBN超硬磨料及CNC柔性加工三大*技術,具有優良的互性能,是超高速磨削技術在高效率、高柔性和大批量生產高質量穩定性方面的又一新發展,是利用釬焊CBN薄砂輪(寬度僅有幾毫米)和超高砂輪線速度(120~180m/s,高的可達200~250m/s)來實現的。加工時使砂輪軸線與工件軸線在水平方向上形成一定傾斜角,以使砂輪與工件之間的接觸理論上變成點接觸。使用薄砂輪與工件形成小面積點接觸,綜合利用連續軌跡數控技術,以超高速度磨削,可以合并車、磨工序,這樣可大大減小磨削接觸區面積。而*的磨削速度既可使磨屑變薄、磨粒負荷減輕,又可使熱來不及傳人工件和砂輪而被磨屑帶走,從而提高工件加工精度和表面質量。
快速點磨削工藝的工作原理:在磨削工件外圓時,砂輪與工件是以點接觸進行磨削。砂輪對工件的磨削加工類似于一個微小的刀尖對工件的車削加工,磨削力和磨削熱都非常小,并且砂輪總是保持同進給狀態。砂輪的進給和磨削速度在磨削軸頸時可通過編制程序使其保掙不變。而傳統的磨削方法,砂輪與工件是線接觸磨削,砂輪與工件的接觸時間長,磨削力和磨削熱都非常大,并且不能做到砂輪的進給和磨削速度在磨削軸頸時保持不變。
我國一汽一大眾汽車有限公司應用該技術磨削發動機凸輪軸,砂輪轉速為4300r/min,砂輪修整一次可磨削3000件。
1)數控控制砂輪在垂直方向偏角為±0.5。,水平方向在0?!?0。范圍內變化,以減小磨削接觸面積和砂輪干涉。砂輪動平衡可在機自動完成,徑向圓跳動精度在0.002mm內。
2)采用厚度為4-6ram的薄砂輪,″三點定位安裝系統″快速安裝,重復定位精度高,并可解決離心力造成的脹孔問題。
3)工件也作高速相對旋轉,砂輪和工件速度疊加后可達200~250m/s。
4)在磨削外圓時由砂輪側邊完成材料去除,周邊僅起光磨作用。砂輪圓周磨損極慢,使用壽命長(最長可達1年),磨削比可達16000~60000,這時砂輪每次修整可加工200000個零件,生產率比普通磨削提高6倍。
5)裝有兩坐標數控金剛石滾輪修整器,在砂輪寬度方向磨損達10%以上時自動精確修整,避免過早修整以控制成本。
6)磨削接觸面積小,磨削力低,磨削熱少;同時,砂輪薄,冷卻效果好。因此,磨削溫度大為降低,甚至可以實現″零態″加工,提高了加工精度和表面質量。
7)由于磨削力極小,靠摩擦力即能方便地夾緊工件,被稱為″磨削″。
8)采用CNC一次安裝后可完成外圓、錐面、曲面、臺肩等所有外形加工,并可使車、磨工序合并,進一步提高效率。用快速點磨削方法磨削主軸,一次裝夾可完成4個部位的磨削,與傳統工藝相比,磨床臺數由11臺降低為7臺,投資降低了20%,運行成本降低了77%。
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