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超精密磨削中的外圆磨削优化策略:磨粒均匀、增加磨削次数、适当使用树脂结合剂

时间:2023-06-24 理论教育 版权反馈
【摘要】:为进一步细化工件表面粗糙度,可酌情增加磨削次数。树脂结合剂具有适当的弹性,可防止磨削时产生烧伤和螺旋形缺陷。为了保证磨粒的微刃等高性,一定要保证磨粒、硬度和组织均匀,这是超精密磨削对砂轮特性的特殊要求。知识点14:无心外圆磨削的基本原理重点内容:无心磨削时,磨削轮大于导轮75倍左右的圆周速度旋转对工件进行磨削。知识点16:无心外圆磨削时,工件表面粗糙度达不到要求的原因重点内容:1)导轮的倾斜角过大。

超精密磨削中的外圆磨削优化策略:磨粒均匀、增加磨削次数、适当使用树脂结合剂

核心知识点

知识点1:超精密磨削的原理

重点内容:超精密磨削时,工件表面是这样形成的:采用较细粒度的砂轮,经过精细修整后,使砂轮表面磨粒的切削刃获得较好的等高性和微刃性。

粗糙度表面的形成必须具备两个基本条件:良好的、极细微的微刃和较低的磨削应力。超精密磨削时,砂轮和工件间保持一定的磨削压力,使微刃达到极细微刻划和强烈的抛光作用。

知识点2:超精密磨削砂轮圆周速度的选择方法

重点内容:在超精密磨削时,砂轮圆周速度偏高,反而容易造成工艺系统振动,使工件表面产生多角形、螺旋形和烧伤等缺陷。因此,宜采用较低的砂轮圆周速度进行磨削,一般选19m/s左右。

知识点3:超精密磨削工件圆周速度的选择方法

重点内容:工件圆周速度在一定范围内对表面粗糙度无显著影响,通常选15r/min为宜。工件转速过低时,工件表面散热慢,易烧伤和产生螺旋形刀痕;工件圆周速度过高时易产生振动,并加深工件表面波纹的深度。

知识点4:超精密磨削工件纵向进给量的选择方法

重点内容:工件纵向进给量直接影响工件表面粗糙度。当增大纵向进给量时,磨削力和磨削热随之增大,工件表面易产生螺旋形刀痕。纵向进给量通常取80~200mm/min为宜。为进一步细化工件表面粗糙度,可酌情增加磨削次数。

知识点5:超精密磨削深度的选择方法

重点内容:磨削深度对工件表面粗糙度影响较大,一般取αp≤2μm。以外圆超精密磨削为例,其磨削余量通常为5~10μm,若再将其划分成粗、精超精密磨削两个工步,则实际余量仅为2.5~5μm。因此超精密磨削的横向进给次数为1~3次。

知识点6:超精密磨削对切削液的要求

重点内容:切削液对磨削效果有较大的影响,在超精密磨削时,虽然磨削用量少,但也会因磨削热而使工件产生烧伤,因此切削液应有良好的冷却性能。为了充分发挥砂轮对工件的摩擦抛光作用,切削液也应具有较好的润滑性能。乳化液可适当增加浓度,但一般不超过10%(即10%的乳化液和90%的水),同时要注意切削液的净化,并保证充足的供应。

知识点7:超精密磨削砂轮的选择

重点内容:超精密磨削时,选择砂轮应注意以下几点:

(1)磨料的选择 一般超精密磨削淬硬钢或合金钢时,常用白刚玉、铬刚玉、微晶刚玉和单晶刚玉四种磨料。

(2)粒度的选择 超精密磨削时应选用细粒度砂轮,以获得较小的表面粗糙度。通常超精密磨削选用F220~F400砂轮。

(3)硬度的选择 超精密磨削时,不允许磨粒从结合剂中整粒地脱落,因此砂轮要有适当的硬度,但硬度也不能太高。一般以K级硬度为最理想。

(4)结合剂的选择 超精密磨削应用最多的是陶瓷结合剂,其次是树脂结合剂。陶瓷结合剂砂轮经修整后能获得高的微刃。树脂结合剂具有适当的弹性,可防止磨削时产生烧伤和螺旋形缺陷。

(5)组织的选择 超精密磨削应选用均匀和较紧密的砂轮。为了保证磨粒的微刃等高性,一定要保证磨粒、硬度和组织均匀,这是超精密磨削对砂轮特性的特殊要求。

知识点8:超精密磨削对机床的要求

重点内容:超精密磨削对机床的主要要求有:

1)砂轮主轴的回转精度、径向窜动和轴向窜动应小于1μm。

2)砂轮架相对于工作台振动的振幅应小于1μm。

3)横向进给机构灵敏度和重复定位精度误差小于2μm。

4)工作台在小于10mm/min的低速下运动无爬行现象。

5)要配置磨削指示仪和切削液过滤装置。

知识点9:超精密磨削对金刚石修整器的要求

重点内容:金刚石修整器的顶角和锐利的尖锋是保证获得微刃的重要条件之一。金刚石修整器的顶角一般取70°~80°。金刚石修整器尖锋应低于砂轮中心0.5~1mm。金刚石修整器的安装角在5~10°之间变化时,对表面粗糙度无明显影响。

金刚石修整器的安装位置要保证修整砂轮时砂轮的横向位置基本上是砂轮磨削时的工作位置。

知识点10:超精密磨削的工艺要求

重点内容:超精度磨削的工艺有以下要求:

1)正确地选择砂轮。

2)对砂轮要有正确的修整方法。

3)合理的工艺参数选择。

4)应具备规定的恒温条件。

知识点11:超精密磨削时磨削指示仪的配置

重点内容:磨削指示仪配制包括:磨削量表、波段开关、细调电位器、指示灯、粗调电位器。(www.xing528.com)

知识点12:超精密磨削切削液过滤装置的常见形式

重点内容:

1)纸质过滤器。这种过滤器过滤精度高,可以把细小杂质滤去。缺点是净化能力较小,滤纸易堵塞,滤纸消耗大。

2)离心过滤器。这种方法噪声大,清理麻烦,结构复杂,一般很少采用。

3)磁性过滤器。对于非磁性物质如铜、砂粒等都无净化能力,因此在超精密磨削时不宜采用。

4)涡旋分离器。其性能好,净化效果好,最小能分离1.5~3μm的固态颗粒,分离后的切削液清洁度高,适用于超精密磨削中切削液的净化。

知识点13:无心外圆磨削的特点

重点内容:

1)工件两端不钻中心孔,磨削的生产率高,机动时间与装夹工件时间重合,且实现生产的自动化。

2)工件的支承刚度好,工件不易产生弯曲变形。

3)不能加工有贯穿的直槽的零件,以免终止磨削。

4)磨削套尖零件时,不能修正内外圆同轴度误差。

5)磨床调整时间长,调整技术要求也较高。

知识点14:无心外圆磨削的基本原理

重点内容:无心磨削时,磨削轮大于导轮75倍左右的圆周速度旋转对工件进行磨削。导轮靠较大的摩擦力带动工件反向旋转。而磨削轮则对工件进行磨削。

无心外圆磨削将工件磨圆是一个复杂的过程,工件的原始状态误差会影响工件的圆度。当工件的中心高于磨削轮和导轮的中心连线时,工件才能磨圆。

知识点15:无心外圆磨削的方法

重点内容:无心外圆磨削的方法有:

1)贯穿磨削法。磨削时工件一面旋转一面纵向运动,穿过磨削区域而落入工作盒中。此种方法用于磨削没有台阶光轴

2)切入磨削法。此种磨削方法加工带台阶的圆柱形工件或成形旋转体,磨削时工作不做贯穿运动,一般可使导轮轴线与磨削轮轴线平行线或交叉成一较小的角度(θ=30°)。工件在磨削过程中有一微小轴向力,使工件紧靠挡销。

3)强迫贯穿磨削法。导轮修整成于工件相适应的螺旋槽,并使磨削轮的素线与工件的素线平行,此种方法适宜于大批量贯穿磨削成形表面。

知识点16:无心外圆磨削时,工件表面粗糙度达不到要求的原因

重点内容:

1)导轮的倾斜角过大。

2)工件纵向进给速度过大,背吃刀量过大,大于0.02~0.06mm时,砂轮修正质量差,导轮横向移动不均匀。

3)切削液不清洁。

知识点17:无心外圆磨削时,工件有椭圆度的原因

重点内容:如果工件入口与出口地方导板偏向于磨削轮,工件就会磨削成细腰形(椭圆),反之偏向于导轮则工件就会磨削成腰鼓形(椭圆)。

知识点18:无心外圆磨削时,工件呈棱圆的原因

重点内容:虽然工件中心与磨削轮导轮中心处于同一高度且地板水平面支承,当工件凸轮与导轮接触,则对面被磨出一个凹面,凹面高度等于凸点高度,工件转180°,凹面与导轮接触,凸点无法磨去,形成工件不是圆形而是棱圆形。

知识点19:无心外圆磨削时工件表面有鱼鳞斑条纹的原因重点内容:由于砂轮钝化,没有及时修整砂轮,磨削工件产生挤压而产生的。

知识点20:无心外圆磨削时工件表面出现烧伤的原因

重点内容:

1)磨削深度过大或工件转速低。

2)砂轮太硬或砂轮粒度过细。

3)冷却润滑差。

4)砂轮修的过细、不锋利或砂轮太纯。

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