CBN砂輪修整工藝應用與研究

人氣：171發表時間：2018-03-28【大中小】

1.影響修整效果的因素

CBN砂輪的磨削性能與眾多因素有關 , 如砂輪與工件的排列方法、砂輪磨削面上磨粒的鋒利度及磨削面的結構、砂輪與工件嚙合運動條件如嚙合長度、磨削深度等。其中 , 砂輪磨削面上磨粒的鋒利度及磨削面的結構取決于修整效果, 影響修整效果的因素包括滾輪金剛石粒度、修整條件、修整時的振動以及砂輪修整后使用時間等。修整條件中影響較大的因素是 :修整速比 , 修整方式 (順修或逆修 )、進給量, 光修轉數。因此 , 通過改變滾輪修整參數, 可以達到改變砂輪表面粗糙度和砂輪的磨削性能的目的。

2. 實驗應用與研究

根據文獻所述, 結合市場需要, 筆者使用直徑120 mm的電鍍金剛石滾輪, 在TKM120CNC/CBN高效數控凸輪軸磨床上 , 對直徑 500 mm的高速陶瓷CBN砂輪進行了修整工藝的實驗研究。實驗采用順修和逆修兩種方法。順修時滾輪與砂輪 , 接觸點線速度方向相同, 旋轉方向相反, 速差為兩速度相減 ;逆修時則相反 , 速差為兩速度相加。金剛石滾輪自轉并隨臺架做縱向移動, 執行單向進給。

用冷激鑄鐵凸輪軸作為實驗加工的工件 , 要求加工后的凸輪基圓表面粗糙度為 0.63 μm, 凸輪桃尖部無振紋、麥穗紋及單斜紋。每個周期砂輪修整總量為0.01 mm, 分 3次進給, 每次進給量分別是 0.005 mm、0.003 mm、0.002 mm, 前兩次的進給較大, 相當于對砂輪型面的整形, 最后一次相當于修銳過程。

由于砂輪轉速和滾輪轉速決定了速比和速差 , 為使速比和速差在一個合適的范圍內 , 滾輪速度應隨高速砂輪的速度調高。由于實驗用設備的滾輪轉速最高是8400 r/min, 故實驗中固定了該速度為滾輪轉速 , 通過改變砂輪轉速來改變速比和速差。

滾輪相對砂輪縱向走速對修出的砂輪表面形貌和鋒利性有直接影響, 所以將該參數作為實驗參數的變量。

用修整后的砂輪加工凸輪軸工件 , 檢測基圓粗糙度、觀察凸輪桃尖磨削紋路作為評判修整效果的依據。

實驗表明, 修整時滾輪與砂輪的速差是影響修整效果的重要因素。速差過大 , 修出的砂輪光滑平整, 加工出的工件表面粗糙度低, 易產生振紋和燒傷 ;速差過小 , 滾輪與砂輪之間接近擠壓狀態 , 砂輪表面粗糙 , 修銳差, 不僅使工件表面粗糙 , 而且同樣會產生振紋。

在逆修方式下, 由于速差是二者速度的疊加, 滾輪基本起不到修整砂輪的作用 , 雙方磨損都較快 , 且表現出修整砂輪不鋒利 , 加工的工件容易燒傷, 一般不建議使用該種修整方式。特殊情況必須采用逆修時 , 建議將砂輪降速修整, 且速差不能大于 95 m/s。推薦使用速差在 85 m/s, 縱向走速 600 mm/min。順修方式下, 速差容易控制在合理的范圍內, 修整效果好。但在速差小到 11 m/s時 , 砂輪表面平整光滑 , 同樣能造成工件的振紋出現。所以推薦使用速差在 35 m/s, 縱向走速 600 mm/min。在滾輪和砂輪速度相同的情況下, 順修效果普遍優于逆修, 而且可以選用較大的縱向走速, 提高修整效率。
(1)在CBN砂輪的眾多整形方式中, 以金剛石滾輪整形方法為好 ;各種修銳方法中, 自由磨粒修銳法效果較好 , 但效率低。使用一只金剛石滾輪作為整形和修銳的工具 , 通過調整工藝參數 , 一次裝夾即可完成陶瓷 CBN砂輪的整形和修銳。

(2)應用CBN砂輪修整方法進行的實驗研究表明 , 順修的修整效果優于逆修方式, 所以推薦使用順修。順修時速差不能過小 , 否則容易造成磨削振紋。必須使用逆修的場合, 速差不能過大, 建議對砂輪采取降速修整。

(3)陶瓷CBN砂輪的修整工藝有待進一步研究,同時建議加速金剛石滾輪的研究 , 使砂輪、滾輪及工藝結合起來才能真正推廣高速磨削技術的工業應用。

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