CBN砂輪修整工藝應用與研究
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(guān) , 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(dòng)條件如嚙合長(cháng)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(shí)的振動(dòng)以及砂輪修整后使用時(shí)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(jìn)給量, 光修轉數 。因此 , 通過(guò)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(shí)驗應用與研究
根據文獻所述, 結合市場(chǎng)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(jìn)行了修整工藝的實(shí)驗研究 。實(shí)驗采用順修和逆修兩種方法 。順修時(shí)滾輪與砂輪 , 接觸點(diǎn)線(xiàn)速度方向相同, 旋轉方向相反, 速差為兩速度相減 ;逆修時(shí)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(dòng), 執行單向進(jìn)給 。
用冷激鑄鐵凸輪軸作為實(shí)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(wú)振紋 、麥穗紋及單斜紋。每個(gè)周期砂輪修整總量為0.01 mm, 分 3次進(jìn)給, 每次進(jìn)給量分別是 0.005 mm、0.003 mm、0.002 mm, 前兩次的進(jìn)給較大, 相當于對砂輪型面的整形, 最后一次相當于修銳過(guò)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(gè)合適的范圍內 , 滾輪速度應隨高速砂輪的速度調高。由于實(shí)驗用設備的滾輪轉速最高是8400 r/min, 故實(shí)驗中固定了該速度為滾輪轉速 , 通過(guò)改變砂輪轉速來(lái)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(shí)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(guān)察凸輪桃尖磨削紋路作為評判修整效果的依據。
實(shí)驗表明, 修整時(shí)滾輪與砂輪的速差是影響修整效果的重要因素 。速差過(guò)大 , 修出的砂輪光滑平整, 加工出的工件表面粗糙度低, 易產(chǎn)生振紋和燒傷 ;速差過(guò)小 , 滾輪與砂輪之間接近擠壓狀態(tài) , 砂輪表面粗糙 , 修銳差, 不僅使工件表面粗糙 , 而且同樣會(huì )產(chǎn)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(shí) , 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(shí) , 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(yōu)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(guò)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 。
(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(guò)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(jìn)行的實(shí)驗研究表明 , 順修的修整效果優(yōu)于逆修方式, 所以推薦使用順修 。順修時(shí)速差不能過(guò)小 , 否則容易造成磨削振紋 。必須使用逆修的場(chǎng)合, 速差不能過(guò)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(jìn)一步研究,同時(shí)建議加速金剛石滾輪的研究 , 使砂輪、滾輪及工藝結合起來(lái)才能真正推廣高速磨削技術(shù)的工業(yè)應用。
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