1.成形磨削工艺
在企业中,有多种成形磨削。应该按生产条件选择磨削工艺,而不是局限于某一磨削工艺。现将适合各种生产类型的成形磨削工艺的零件特点总结归纳如下,以便于合理选择成形磨削方法。
1)企业制造车间大批量生产的成形磨削。这类成形磨削的特点是:都采用成形砂轮磨削成形面;有多种砂轮修整器用于修整成形砂轮;都采用切入磨削法,劳动生产率高。如传动接头、多纹轧辊、泵的转子、计量滑阀、齿轮、汽门轴颈、汽车转向节、曲轴曲柄颈、螺纹、汽轮机叶片榫齿等零件均采用此磨削方法。例如发动机涡轮叶片的榫齿齿形有很高的加工精度要求。其尺寸精度达0.015mm,表面粗糙度值为Ra0.4μm,齿顶与齿根的表面粗糙度值分别为Ra0.15μm、Ra0.16μm,毛坯余量1.2mm。采用深切缓进双磨头磨削,砂轮用金刚石滚轮修整,生产率很高,单件生产成本从6.4元降至1.44元。先进的深切缓进磨削已在成形磨削中广泛应用。
2)企业工具车间单件、小批量生产的成形磨削。这类成形磨削的特点是大都采用仿形磨削。如样板、特殊量规、金刚石滚轮基体、曲线轮廓模具冲头、成形挤压模具、成形刀片、圆形成形车刀等。仿形磨削法是利用控制砂轮运动轨迹的方法磨削成形表面。
上述两种成形磨削工艺是不同的,各适用于企业不同的生产类型,所加工的零件也不尽相同。
2.成形磨削的方法
成形磨削的方法有多种,按成形磨削工作原理及其特点可将成形零件磨削方法分为下述4种。
1)成形砂轮磨削法。这种成形磨削的特点是用砂轮修整器或修整装置将砂轮的工作面修整成符合一定轮廓形状的表面,采用切入磨削法,可获得较高的劳动生产率。不同的生产类型对所使用的修整器的结构、修整时间以及成本均有不同的要求。砂轮修整的精度也决定了成形磨削的加工精度。故修整器的价格要便宜,使用要可靠和高效。
2)展成法磨削球面。
3)控制砂轮运动轨迹磨削法。这种磨削法的特点是按成形面轮廓的尺寸要求,设法控制砂轮运动轨迹,使其与工件的实际轮廓相符。可自动控制或手动控制,成形磨削的加工精度取决于控制的精度。自动控制的加工精度较高,手动控制的精度则较低。
4)成形夹具磨削法。采用分段磨削。
成形砂轮磨削法需要用成形砂轮修整器,按修整器工作原理,可分为下列五种结构形式:
1)滚压修整。利用滚轮对砂轮表面作相对滚动挤压,使砂轮表面成形。(www.xing528.com)
2)金刚石滚轮修整。修整精度高,寿命长。通常用内镀法制造金刚石滚轮,阴模用导电材料制造,在其内腔埋上金刚石颗粒,通电后金刚石镀在阴模上。再镀一层镍以固定金刚石。芯子由低熔点合金与金刚石镀层浇注结合。金刚石滚轮由电动机传动,用磨削法修整成形砂轮,修整效率高。也可用电镀法制成多齿槽形金刚石模板修整成形砂轮。
3)仿形修整。这是一种传统的修整方法,采用靠模样板和滑板,使金刚石按靠模样板成形面修整砂轮。修整砂轮花费时间较长。修整精度取决于靠模样板的精度,修整精度较高。
4)圆弧、角度修整。分通用、专用两类:在单件小批量生产条件下,通常使用通用的修整器,如圆弧修整器、角度修整器等;螺纹磨床、花键轴磨床、曲轴磨床则使用专用修整器。
5)在数控磨床上用数控程序修整成形砂轮。如在数控外圆磨床上作成形磨削所采用的砂轮修整程序。
在工具车间常用的成形磨削方式是控制砂轮运动轨迹磨削法,轨迹法包括下述几种:
1)数控磨削。这类磨床是以程序控制砂轮运动轨迹,成形加工精度高,如数控光学曲线磨床、数控坐标磨床、数控外圆磨床、数控轧辊磨床及数控凸轮磨床等。
2)靠模仿形磨削。它是利用靠模装置或带靠模的夹具磨削成形面零件。
3)样板放大尺仿形磨削。这种磨床的磨头是用样板放大尺按比例作仿形磨削成形面,结构很特殊。仿形磨床适合磨削小尺寸的复杂轮廓(冲头)形面。
4)磨头按光屏轮廓图像跟踪仿形磨削。常见的是光学曲线磨床,采用跟踪仿形,操作要求较高。
5)工件按形面轨迹要求,进行相应运动,磨削成形面。如在坐标磨床的对模具进行成形磨削,以及使用万能正弦夹具在模具磨床上分段磨削复杂轮廓的冲头等。
成形磨削所涉及的领域极为广泛,如端面外圆磨削、切入式无心磨削、螺纹磨削、花键轴磨削、导轨磨削等多种磨削形式。端面外圆磨削、螺纹磨削、花键轴磨削、齿轮磨削、导轨磨削在教材中已作讲解,这里不再重复。
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