cBN砂轮磨削技术

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CBN砂轮加工技术

CBN砂轮加工技术

第一章:CBN及鉆石磨料簡介第一節鉆石磨料鉆石是碳原素在高溫高壓的環境下結晶而成的,一般而言天然鉆石結晶顆粒的大小大約粒徑在1~6mm,大顆的鑽石很難得,鉆石其特點之一是它非常堅硬,是人類目前所發現硬度最高的物質之一.所以用它作磨料是再好不過了,但由于其非常稀有,所以沒有辦法真正當作磨料使用.1957年由美國GE公司發明了人工合成的鉆石,此鉆石是以人工方法利用高溫(大約1400度以上)及高壓真空(大約5~10万個大气壓)將碳結晶成鉆石,但因在制造過程中需用媒介質(例如鎳金屬),所以結晶出來的鉆石帶有綠或黃色,其硬度基本上達到天然鉆石的硬度,目前為止人造鉆石只當作工業用鉆石使用.人造合成鉆石是目前為止人類能大量利用的超級磨料,因為人造鉆石粉晶粒的形狀可以人為控制,使其适合各种不同的研磨,切割,拉磨,拋光等用途.鉆石磨料适用于研磨超硬度材料,比如碳化鎢材料等,其加工中砂輪磨損慢,切削性能好,耐高溫.第二節C BN磨料CBN(Cubic Boron Nitride)磨料也叫立方晶氮化硼,是硼原素與氮原素合成結晶的產物,CBN只是結合物中的一种,另外還有MDM,MP-SD 微粉及MP-CBN微粉都屬立方碳化硼,但除CBN以外的几种磨料結晶体太小,只能用于一些特殊用途加工,比如對單粒工具的修整,對光學玻璃,陶瓷及寶石的切割研磨,還有對硬韌金屬的研磨拋光.立方碳化硼結晶物結構与鉆石相同,其硬度十分接近鉆石硬度.1957年由GE公司研究成功CBN材料,1969年CBN磨料開始大量進入使用.CBN磨料的特點基本上与鉆石磨料差不多,但其結晶的方法更簡單可以大量生產使用.其主要适用于一些高硬度的研磨,其研磨特性次于鑽石磨料,一般研磨對象為硬度在HRC65度以下之材料.第二章:CBN及鉆石砂輪的結构及標示意義第一節CBN及鉆石砂輪的結构CBN及鉆石砂輪都是由台金(基体)結合劑和磨料組成,我們以一個普通平面砂輪為例講解,如下圖:磨料及結合劑台金(基体)結合劑磨料台金(基体)一般是用鋁合金或碳素鋼及特殊材料制成,其作用是支持結合劑,形成砂輪的基本形狀大小,台金(基体)的形狀一般為圓盤形,如平面磨床使用的砂輪;帶柄砂輪的台金(基体)是一根圓棒,如內圓研磨或內孔研磨使用的帶柄砂輪.目前台金(基体)使用的材料有鋁合金,SK5鋼或同級以上鋼材.特殊材料有ASP23或同級材料;碳化鎢如CD650 ,KG3等;高強度陶瓷等,其中以陶瓷最理想因為不但是其強度高更理想的是他熱澎脹小,其次就是碳化鎢,但最普級的是使用鋁合金.第二節CBN級鉆石砂輪的標示意義一.砂輪的標示方法B 170 N 75 B W 3.0 150*8*32 砂輪尺寸形狀砂輪寬度輔助記號結合劑濃度(集中度)硬度(結合度)粒度磨料光學研磨用鉆石砂輪形狀尺寸標示方法:ASD400R100B100 150D / 8T / 7W / 12V / 32H150D------------------------------表示砂輪外徑為150mm8T---------------------------------表示砂輪台金(基体)厚度為8mm7W--------------------------------表示磨料層最寬處為7mm12V-------------------------------表示此砂輪的夾角角度為12度32H-------------------------------表示砂輪中心安裝孔為32mm(1).磨料的標示意義D----------------------------------表示天然鉆石SD(ASD,MD)-------------------表示人造合成鉆石SDC(ASDC)---------------------表示有金屬披覆之人造合成鉆石CBN(CB)-------------------------表示立方碳化硼之CBN系列CBNC(CBC)---------------------表示有金屬披覆的CBN系列(2).粒度的標示意義.粒度是指磨料能通過單位面積內网孔的多少,也表示其單粒的大小值,但粒度不直接表示其尺寸,而是用网孔數表示,一般粒度在16~1000之間,常用于模具研磨加工的粒度在80~400之間,從80號粒度到400號粒度每隔20升一個等級,80~100之間為同一等級,100到120之間又為另一等級,數值越大表示單粒尺寸越小,80~100粒度單粒尺寸在粒徑0.18mm 到0.15mm之間.微粉的粒度標示与上不同,其標示值在0.5~54之間,与上面所講的粒度標示正好相反,微粉的單粒尺寸越小標示值越小.比如0~0.5號其粒徑為0.5um而36~54號其粒徑則為27.9~41.9um.所以在使用時要注意磨料的种類對應的粒度標示.(3).硬度(結合度)的標示意義.硬度(結合度)表示磨料保持于結合劑層中的保持力大小,也就是与結合劑的結合程度.其值由H~T的英文字母表示.英文字母越靠后硬度越高,表示結合程度越好,研磨過程中磨料不容易脫落.(4).濃度(集中度)的標示意義.濃度是指在1立方厘米中所含磨料的質量多少,濃度越高,其含量也越高,例如,濃度為100%即在1立方厘米体積中含磨料4.4ct(克拉).濃度值與磨料含量關系表: (1ct=0.203g)(5).結合劑的標示意義.結合劑是固定磨料並使磨料能形成一定的固狀形狀並同樣具有很好的切削能力的物質,目前為此有3种結合劑,如下表:結合劑的代號性能和應用範圍對照表(6).輔助記號標示意義.輔助記號是用來表示結合劑的改良品及适用度等情況.(7).砂輪寬度標示意義.一般在標示出砂輪的磨料厚度的後面標示出砂輪的寬度,如3X0.5U,表示砂輪磨料厚3mm,砂輪寬度0.5mm.(8).砂輪基本尺寸的標示意義砂輪基本尺寸包括砂輪的外徑,台金(基体)的厚度,中心安裝孔的直徑.專用砂輪還會標示出砂輪的角度及其它特定尺寸.二.CBN及鉆石砂輪的形狀(1).平面砂輪(代號為中國國家標准)14A1 1A1/T1 (2).角度砂輪(代號為中國國家標准)1E6Q 14E1 (3).圓弧砂輪(代號為中國國家標准)1F1(4).切斷差或槽專用砂輪形狀此种砂輪具有一定的倒斜度(5).光學研磨專用砂輪的形狀(6).內孔研磨專用砂輪的形狀第三章CBN及鉆石砂輪的使用第一節CBN及鉆石砂輪的修整原理一.名詞解釋.削銳:是利用修整工具將砂輪表面之結合劑与鈍化之磨料去除,以露出具有良好切削力之新磨粒,這一過程稱為削銳.削正:是利用修整器,將一些露出過高的磨粒去除,使大部分磨料的最高點基本一致,使砂輪在切削中更為平整,並且使更多的磨料參與切削,提高其銳利度.二.砂輪的修整原理.1.一般我們在修砂輪時,建議修整量為0.1mm以內,這個動作事實上已經函蓋削銳,削正兩個步驟,只是沒有動作上的明顯區分而已.2.普通磨料与披覆磨料的區別.(2-1).如下圖是普通磨料与結合劑的連接情況,從放大圖可以看出其並非全部接触,因為結合劑不可能做成相金屬一樣高密度,所以結合劑与磨料之間會有很細小的間隙,使磨料的保持力降低.普通磨料結合圖間隙放大圖(2-2).下圖是有披覆磨料與結合劑的連接情況.披覆是指用特殊工藝在磨料表面覆一層粘覆力強並具有一定硬度的物質,多數使用金屬.磨料披覆金屬后,主要目的是增強磨料與結合劑之間的保持力,使磨料在研磨過程中不易脫落.從下圖中可以看出金屬披覆的作用.披覆磨料的連接圖黑色部分是金屬披覆(Ni) 放大圖 (2-3).對比看來,第一:沒有披覆的磨料與結合劑之間有間隙,而有金屬披覆的磨料其間隙正好被披覆之金屬填滿,增強上磨料的結合劑層中 的保持力.3.砂輪的削銳.(3-1).如下圖,這是砂輪鈍化後的情形,磨料經過磨削后出現鈍化現象,使 磨料基本上失去切削能力.(3-2).CBN 或鉆石砂輪的削銳工具一般是選用一些軟鐵或普通砂輪及其它方法來削銳,一般選用的軟鐵有:45號鋼或更軟鐵材,紅銅,鉬, 其中鉆石砂輪一般選用鉬為最佳,CBN 砂輪選用紅銅最經濟實用; 還可以使用普通砂輪或砂條對CBN 或鑽石砂輪進行削銳,最常用 的砂條粒度一般在400以上,砂輪必需使用專用砂輪机所以不常用; 另外還可以使用電解法,流离法等.下圖是使用軟鐵削銳的過程圖.鈍角B圖A圖C圖(3-3).A圖是鈍化的磨料正在切削軟鐵,正因為其鈍化所以基本不能很好的切削軟鐵,而磨料及結合劑都比軟鐵硬,所以在相互作用下,磨料沒能切削軟鐵,而是欽入軟鐵,加上砂輪與軟鐵是相互運動的,磨料就被軟鐵從結合劑中擠出,同時磨料周圍的部分結合劑也被破坏脫落,使深層的磨料露出結合劑表面,這樣就將鈍化的磨料出除,露出新的磨料,迖到削銳的目的.(3-4).B圖就是削銳後的磨料情況,而在削銳過程中還包含了一個削正的過程,C圖是削銳過程中出現的情況,由于中間的磨料露出太多, 高于其它磨料很多,並且其只有少部分埋入結合劑中,這樣其保持力就很小,所以很快會被軟鐵擠出.這一削正過程是在削銳過程中同時進行的.第二節CBN及鉆石砂輪的使用概括來講,對一片即將使用之CBN或鉆石砂輪,我們要有以下幾點確認動作:(1).砂輪所能承受之最高轉速.(2).砂輪的外觀確認.(3).砂輪的安裝与校正.(4).研磨材質的限定.(5).正常轉速下,砂輪是否有異常聲音.(6).砂輪的修整.(7).加工是否符合要求.(8).砂輪加工中的參數.以上八點要求使用者在使用前与使用中需確實注意.適用於外徑為Φ75.Φ120.Φ175.Φ180mm 、Φ150mm 、Φ355mm 、Φ400mm 等各种砂輪型號,是安全生產、品質保証的保障,下面將詳細講解各种砂輪的具体應用.一.砂輪所能承受之最高轉速.最高轉速是指砂輪限定最外緣能承受的最大線速度,砂輪在此限定下能正常工作,線速度轉換成每分鐘轉速公式好下:線速度(π)*(砂輪直徑D)例:外徑為Φ355mm 之CBN 砂輪,廠商提供之線速度為60米/秒,則 最高轉速計算為:60*10003.1415926*355即砂輪每分鐘可承受3227轉之速度,故加工者需對最高轉速作計算,計算結果再与設備轉速作比較,適當使用,若超速使用有產生爆裂之可能.轉速=轉速= (-------------------------) * 60 = 3227.9 (轉/min)另請注意計算時請將不同之單位換算一致.二.砂輪外觀確認.在使用前輕輕用銅棒敲去砂輪的基体,听聲音是否很實,更需細看基体,磨料是否有裂紋及其它缺陷.CBN及鉆石砂輪經常出現結合劑與台金基体間有縫隙,表示此砂輪沒有結合好或已損坏,絕對不能使用;第二: 結合劑磨料層出現很明顯的裂紋,也絕對不能使用.三.砂輪的安裝与校正.1.砂輪的安裝.根据不同的砂輪選擇對應的標准法蘭,首先折掉法蘭之行衡配重塊,如果使用舊法蘭,要先清洁法蘭,特別是降銹.將砂輪安裝于法蘭上,裝上並擰緊所有螺絲,便可以進行校正動用.2.平衡校正分為動平衡之校正及靜平衡之校正,前者多數使用在高轉速高精密加工中,它適用於砂輪達万轉以上之高速運轉;而靜平衡校正則是大部分砂輪(小徑除外,如內孔研磨之帶柄砂輪等)都必需的,主要校正步驟如下:(1).首先將“U”形平衡架校好水平.如下圖.調整螺絲(2)裝上法蘭盤,將配重塊主部取下,裝上校正平衡用之芯軸,放在“U”形架上.平衡芯軸(3).待砂輪自動靜止后,砂輪最重的一點會在砂輪的正下方,故先將一個配重塊裝在最重點對面,擰緊螺絲,用奇异筆做上標記.(4).將另外兩個配重塊分別放在標記配重塊的兩邊兩個圓四分點向下一點處,輕輕擰緊,大致成等邊三角形排列.(5).輕輕轉動砂輪,調節兩個配重塊(有標記的配重塊不動)直至砂輪可以任意停止,而有標記的配重塊可以是圓周內任意位置為止,表示砂輪已經行衡.四.研磨材質限定.雖然CBN及鑽石砂輪的研磨性能非常好,但在實際工作中考虙到成本及加工要求等方面,對CBN及鉆石砂輪的研磨對象材質有一些限定如下:(1).不能加工非金屬的軟類材質.(2).不能加工軟鐵類金屬,因為軟鐵類金屬是用來削銳削正砂輪的,研磨此類材質會使砂輪大量消耗,而研磨較果還不理想.(3).CBN砂輪加工材質硬度在HRC65度以下,具体被加工材質硬度一般在HRC40~65度之間,很難加工更硬的材質.(4).鉆石砂輪加工材質硬度一般在HRC55~100之間,特別適應加工一些超硬合金或陶瓷材料,如碳化鎢等.(5).需要指出的是CBN砂輪用無气孔型的樹脂結合時,加工中發熱量非常大,故一般采用濕磨效果較佳.五.正常轉速下,砂輪是否有異常聲音.設備的轉速分為無級變速和級段變速及固定無變速,研磨設備一般使用變頻器控制無級變速或無變速,如JL-618、JL-818、黑田磨床、光學磨床設備等都是無級變速,而JL-3060ATD,JL-5010ATD,建德510AHD等水磨設備卻未安裝變頻器,轉速由馬迖決定,故我們在使用CBN或鉆石砂輪時,僅知道砂輪的极限轉速是不夠的,還應對設備的轉速進行了解,這樣我們才能確定什么情況是“在正常轉速”,JL-3060A TD轉速為2800轉/分鐘,而JL-5010ADT轉速為1800轉/分鐘.當砂輪啟動時用手模砂輪罩,發現有明顯的振動,請確認砂輪的外觀及砂輪的安裝与校正是否做好.否則,請找設備維修人員檢查主軸是否主常.六.砂輪的修整.砂輪的修整就是砂輪的削銳與削正,可用的方法很多,主要講解以下幾种:(1).用軟鐵(HRC30以下)修整(2).用軟銅(紅銅)修整(3).用鉬塊修正(主要適用于鉆石砂輪)以上三种方法均不錯,具体是采用砂輪研磨修整材料之方式,一般修去0.1mm軟鐵或軟銅可將砂輪修平削銳,若超過0.1mm太多,則請檢驗砂輪是否平衡,設備主軸是否歪斜.如果設備能變速,在修整砂輪時請將砂輪轉速調低,一般調低至正常使用轉速的1/2.修整時砂輪每次進刀量為Z 軸下刀0.01~0.02mm,Y向進給為一個砂輪寬度.觀察修整材料被研磨面的紋路是否均勻,無顫紋,表示砂輪已修平整和已削銳.七.加工是否符合要求.檢查加工工件的表面紋路是否均勻;如果砂輪修平整后加工出的工件面還出現顫紋或砂輪鈍化特別快請檢查設備主軸是否鬆動,砂輪是否安裝良好,被研磨材料硬度是否在砂輪加工之範圍內.正常情況下CBN及鑽石砂輪鈍化得很慢,正常研磨中消耗很小.八.砂輪加工中的參數.(1).轉速,CBN或鉆石砂輪的轉速設定原則是,在安全轉速內的最大轉速為最佳.(2).加工Z軸下刀量,每次最好不要超過0.02mm,最理想是在0.01mm以下.(3).Y軸每次進給量要視粗加工半精加工或精加工而定,最大不能超出砂輪磨料處的寬度.(4).當砂輪接触被加工物會發出剌耳的燥聲,而不是“沙”“沙”的聲音,則很大程度上与我們的Z軸下刀量Y軸進給量有關系,我們對半自動設備,進刀量走刀量作如下建議,(手搖磨床的進刀量請參照研磨標准執行).。

CBN砂轮磨削锭杆的试验研究

CBN砂轮磨削锭杆的试验研究

CBN 砂轮磨削锭杆的试验研究T he Experi m en tal Study on Grinding the H ead of Ingo t Rod by CBN W heel中原工学院(450007) 彭竹琴 张瑞杰 陈剑飞 张照军【摘要】分别用CBN 砂轮和棕刚玉砂轮对锭杆锭尖进行磨削加工试验,并对2种砂轮磨削后的尺寸形状精度、表面粗糙度、表层金相组织及显微硬度进行了测试、分析和对比。

试验结果和生产实践均表明,锭杆锭尖经CBN 砂轮磨削后,表面尺寸形状精度和表面粗糙度均得到了明显改善,而且不产生烧伤,生产效率也大大提高。

关键词 CBN 砂轮 磨削 锭杆加工Keywords CBN w heel ,grinding ,ingo t rod m ach ine 锭子是环锭细纱机的重要部件,而锭杆是锭子的关键零件。

因锭杆高速回转,锭杆尖部与锭底的球半径相互配合而形成一对摩擦副,使锭杆尖部受到长久的、强烈的摩擦与磨损,这就要求锭杆尖部有足够的硬度、高的制造精度及低的粗糙度。

随着高速锭子的发展,对锭尖表面的精度和粗糙度要求越来越高,目前大多数生产厂家仍采用普通棕刚玉砂轮对锭杆锭尖进行磨削加工,但磨削过程中存在着表面粗糙度低、易烧伤、生产效率低等缺点,制约着锭杆的加工精度、生产效率及使用寿命。

为此,本文对CBN 砂轮代替棕刚玉砂轮磨削锭杆锭尖进行了试验研究,试验结果及生产实践均表明,锭杆锭尖经CBN 砂轮磨削后,表面质量得到明显改善,生产效率有较大提高。

锭杆及其磨削 锭杆属于大批量生产零件,使用GC r 15钢来制造,其形状尺寸如图1所示。

要求锭尖硬度在HRC 62以上,粗糙度为R a 0.4Λm ,尺寸精度为IT 8,图1 细纱机锭杆零件图传统的锭杆最后加工工序是在锭杆专用磨床上,分别用粒度100#、170#,宽40mm 的棕刚玉砂轮随锭杆夹具的回转运动进行成型磨削的粗加工和精加工。

但用棕刚玉砂轮磨削时存在以下缺点:1.由于棕刚玉砂轮锋利保持性差,磨耗大,故批量生产时工件尺寸分散度大,使进一步提高锭杆锭尖外形精度变得非常困难;同时因锭杆锭尖尺寸小,磨削温度高,磨削表面极易产生较大的残余拉应力而降低工件的疲劳强度,甚至产生变质层和造成表面烧伤。

凸轮轴加工中CBN磨削技术的应用与研究

凸轮轴加工中CBN磨削技术的应用与研究

迎刃 而解 。现在专用 C N数控 C C凸轮轴磨 床 已被开发使 B N
用 ,高性能 C N砂 轮也 得到 了广泛 的应用 , B B C N砂 轮使用速 度 高( 0—10m s , 8 6 /)加工效率高 ( 工件 由毛坯粗磨 、 半精磨 、 精 磨、 微磨一次完成 , 效率是 普通砂轮 的 2~3倍 ) 采用 专用磨 , 削 液和滚轮修整技术 ,从 而提高了凸轮轴的加工质量 和加工
E up n Ma u a t n e h oo y No3, 01 q i me t n f cr gT c n lg . 2 0 i
凸轮轴加工 中 CB N磨 削技术 的应用与研究
彭欣健 , 剑 徐
( 九江职业技术学 院 机 械工 程系 , 江西 九江 32 0 ) 3 0 7
加工质量 , 从而提高 了发动机的整体加工技术水平 。 凸轮轴作为发动机 的关键零件之一 ,对发 动机的动力特 性有着直接的影响。如何采用适 当的加工方法 , 达到零件 的尺
( )凸轮表 面易产生烧伤 、 2 裂纹 等缺 陷, 很难 提高生产效 率。由于凸轮磨削余量大且材料较难进行加工 , 普通磨料 砂轮 的性能很难适应 凸轮所期 望的加工性能 ,磨削质量 和生产效 率两者往往不能兼顾 。如所有的传统磨削加工一样 , 在磨削加
生产效率要求都很 高 , 加工难度较 大。 如何提 高磨削效率和加 工质量 ,是 凸轮轴磨削加工 中的关键 问题 。在进 行工 艺分 析 时, 主要应考虑 以下方面 :
() 1 机床 的特 性 :
() 4 综合经济效益不高 。 普通磨料砂轮的耐用度和使用寿 命低 , 频繁修整或 更换 , 需 使修 整工具损耗 加快 , 助时 间和 辅 劳动强度增加 , 既影 响了生产效率 , 又加大 了生产成本 。 另外 , 砂轮用量大 , 其质量波 动也 影响 了磨削工艺 的稳定性 , 因大 又 量磨削残物 的产 生 , 增加 了磨削液的过滤清理量 , 对环境造成

磨削加工中的CBN砂轮

磨削加工中的CBN砂轮

首先 , 我们可 以采用常规 的修型和修 锐方 法进行 C N砂轮 的修 型 和 修 锐 。理 论 上 , B 陶瓷 结 合 剂 脆 而 易 碎 , 该 能够 用 常规 修整 方 法修 整 。然 而试 验表 明 , 应 目 前 的修 整 方 法 不 适 合 于 新 型 的 C N砂 轮 。为 了 获 得 B 最 佳 的修 型 和修 锐 ( 称 修 整 ) 果 , 们 必 须 确 定 一 合 效 我 整 套 新 型 的工 作 参 数 和条 件 。通 过研 究更 佳 的使用 条 件, 使得 C N砂 轮修 整 和机 床 控 制技 术 取 得 了更 大 的 B 进步。 修整 过程 的精 确 设 定 和 先 进 的适 应 控 制 , 用 户 使 的 C N砂 轮工 作 在最 佳 状 态 。 B 没有 陶瓷 结 合 剂 , B C N砂 轮 就 不 可 能 进 入 大 批 量 生 产 使用 。正是 这 种 多孑 的结 合 剂 材料 产生 了必 须 的 L 小空 隙 , 保存 冷 却液 并 保证 了 C N磨 削黑 色金 属所 需 B 的修 整 加工 。 2 C N砂轮 的修 整方 法 B C N磨 料 是一 种 昂 贵 的磨 料 , 轮 制 造 商 必 须 提 B 砂 供一 种 尽可 能少 地 消 耗 磨 料 的修 整 方法 , 以便 用 户 在 丢弃 砂 轮之 前 , 够 尽 可 能 多 地 磨 削工 件 。一 般 情 况 能 下, 只需 去 除几 个 微米 就 可使 C N砂 轮重 新 锐 利 。 B 同时 , 制造 商必 须 找 到 有 效 的 方 法 使 磨 粒 的 切 削 刃 凸露 出来 , 们 采 用 奥 地 利 泰 利 莱 公 司 B 4型 C N 我 6 B 砂轮 作 为典 型磨 料 进 行 研 究 。 据 介 绍 , 种 级 别 的砂 这 轮磨 料 合成 缺 陷控 制 在 亚微 米 水平 。泰利 莱 公 司能 够 改变 磨 粒 的破 裂特 性 并 能生 产具 有 良好 控 制破 裂 强 度 的磨 料 。 我们 在 磨 削试 验 中发 现 , 整 进 给 速 度 和修 整 速 修 度之 比对颗 粒 破裂 特 性 影 响极 大 , 整 速 比是 指 修 整 修 轮线 速 度 与磨 削线 速 度 之 比。 速 比为 正指 在修 整 接 触 位置 , 砂轮 与修 整 轮旋 转 方 向相 同 。 在对 B 4型 陶 瓷 结 合 剂 C N砂 轮 进 行 的 一 项 研 6 B

CBN砂轮高效内圆磨削空调压缩机活塞孔的研究

CBN砂轮高效内圆磨削空调压缩机活塞孔的研究

瑞 典 U A 等 机 床 厂 已将 C N 砂 轮 高 速 磨 削技 术 应 用 于 工 V B 件 的 内 圆加 工 ,机 床 多 采 用 D 值 大 于 10万 的 砂 轮 轴 , N 5 利 用 恒 温 水 浴 控 制 机 床 整 体 刚 性 ,并 利 用 功 率 检 测 手 段 进 行控制力磨削 [] 3 ,砂 轮 线 速 度 一 般 在 4 0 / ,加 工 节 - 4 56m s 拍 1 一 0 ,加 工形 位 精 度 l 3 m。 相 对 于 国 外 C N 砂 轮 O4s 一t x B
对 于 尺 寸 和 圆柱 度 要 求 均 在 I 级 的 精 密 磨 削 来 说 显 然 不 x m 能 满 足 要求 。
2 C N 内圆磨 削 特 点及 问题 B
C N 磨 料 具 有 较 高 的 硬 度 和 耐 磨 性 .C N 砂 轮 磨 削 B B 时 的 比 材 料 去 除 率 大 大 高 于 普 通 磨 料 砂 轮 .利 用 C N 磨 B 料 的 特 点 可 将 C N砂 轮 应 用 于 高 效 内 圆 磨 削 .并 且 可 以 B 延 长 砂 轮 的 修 整 周 期 ,从 而 使 得 磨 削 生 产 效 率 大 大 提 高 。 然 而 内 圆 磨 削 的 砂 轮 轴 刚 性 低 、 砂 轮 磨 损 快 、工 件 排 屑
关 键 词 :内 圆磨 削 ;C BN砂 轮 ;工 艺 优 化 ;压 缩 机 活 塞
中 图 分 类号 :T 5 6 G 9
文 献标 识 码 :B
文 章 编 号 : 10 — 4 2 (0 0 0 0 6 — 3 0 9 9 9 2 1)1— 0 2 0
1 言 前
近3 0年 的 高 速 磨 削 实 践 使 得 C N砂 轮 在 高 速 磨 削 中 B 的应 用成 为 了现 实 .并 且 这 种 方 法 被 认 为 是 对 精 密 铁 系 金 属进 行 高 效 率 加 工 的最 有 效 办 法 [o 然 而 .相 对 于普 通 磨 1 l 料 磨 削 ,C N 磨料 磨 削要 求 机 床 具 有 足够 的刚 性 ,砂 轮 保 B 持稳 定 的状 态 ,并且 需 要 对 磨 削 过 程 进 行 有 效 监 测 。在

CBN砂轮的选择

CBN砂轮的选择

CBN砂轮的选择陶瓷结合剂CBN砂轮的研发成功,对生产磨床的厂家提出了更高的技术要求,生产适应CBN砂轮性质的磨床。

这样磨床生产厂商和砂轮生产厂商共同开发的数控多轴磨床,大大地提高了生产效率和降低了生产成本,使这一古老加工工艺又焕发出新的光彩。

磨削加工是人类最古老的加工手段之一,随着工业的进展,特别是硬金属的加工,它是不可缺少的加工手段。

在20世纪80时代,发达的西方国家CN机床和机床加工中心高速进展,高速主轴和硬质刀具的应用,磨床加工与其相比也就显得加工成本昂贵了。

但是随着磨削技术的进展,磨具也进一步得到改进。

通过创新可供使用的磨料质量、改进组织结构以及采纳新结合剂系统使磨具从根本上提高生产效率。

超硬材料CBN创造,作为磨料用于砂轮的制造,使砂轮的耐用度成倍提高。

特别是在20世纪80时代中期研发出的陶瓷结合剂CBN砂轮,在修正修锐上的技术突破,可以说它是磨削磨具的一次真正革命。

CBN砂轮的分类CBN磨料制作的砂轮,依据不同的加工工艺和所用不同成分的结合剂可分为以下四种。

它们的性质和用途(仅限于机械加工用途)也有所不同。

1.电镀CBN/金刚石砂轮砂轮的生产工艺简单,生产成本低。

成型简单但是只有一层镀层,在加工过程中,较难知道何时磨层受损,适用于批量小的机械加工用和修正滚轮。

2.烧结式CBN/金刚石砂轮硬度大和密度高,加工成高精度的,成本高。

重要用于砂轮的修正滚轮和大批量的超硬材料的加工。

3.树脂CBN/金刚石砂轮砂轮的生产工艺简单,生产成本低。

成型简单但是不好修正整型。

用于多形状小批量的加工。

如工具磨和刀具的加工,以及玻璃的加工。

4.陶瓷结合剂的CBN/金刚石砂轮陶瓷结合剂的CBN/金刚石砂轮具有磨削力强,高速加工不烧伤工件,可修正而耐用等优点。

应用实例加工工艺和结合剂的配方被少数外国厂家把握,如刚进入中国市场的德国Krebs&Riedel公司,世界最大的磨料模具集团圣戈班旗下的WINTER公司,奥地利的TYROLIT公司,德国的Wendt公司和瑞士的WINTERTHUR是目前最理想的高速、高效和高精度的磨削工具供应商。

自润滑金属结合剂CBN砂轮干式磨削特性分析

自润滑金属结合剂CBN砂轮干式磨削特性分析

自润滑金属结合剂CBN砂轮干式磨削特性分析霍文国;徐九华;傅玉灿;戚厚军【摘要】针对钛合金难磨削加工性,提出了自润滑金属结合剂砂轮,综合液相烧结与钎焊工艺制备了自润滑金属结合剂立方氮化硼(Cubic Boron Nitride,CBN)砂轮,分析了砂轮强度和微观组织,完成了自润滑CBN砂轮与碳化硅砂轮干式磨削钛合金的性能试验.通过砂轮磨损、工件表面形貌、金相显微组织和显微硬度等特性研究表明:自润滑CBN砂轮干式磨削钛合金切削性能明显优于绿色碳化硅砂轮,在vs=15m/s,vw=2m/min,ap=0.025mm磨削条件下,自润滑金属结合剂砂轮具有较好的磨削性能.%The technique of self-lubricantion metal bonded CBN abrasive wheel was proposed for dry grinding titanium alloy, and therefore has been expected to reinforce the cutting ability. Metal bonded grinding wheel was prepared successfully. This paper also studied the cutting ablitiy of self- lubricantion metal bonded CBN wheel experimentally on the wheel wear, workpiece surface topography, metallurgical structure and micro hardness on dry grinding Ti6Al4V comparing with SiC wheel in detail. The results indicate that self - lubricantion metal bonded CBN wheel show excellent performance during dry grinding titanium alloy. A combination of wheel speed 15m/s, workpiece speed 2m/min, depth of cut 0. 025mm accomplishes with the expected good machining results.【期刊名称】《中国机械工程》【年(卷),期】2012(023)023【总页数】5页(P2773-2777)【关键词】自润滑;金属结合剂;CBN砂轮;干式磨削【作者】霍文国;徐九华;傅玉灿;戚厚军【作者单位】天津市高速切削与精密加工重点实验室,天津,300222;天津职业技术师范大学,天津,300222;南京航空航天大学,南京,210016;南京航空航天大学,南京,210016;天津职业技术师范大学,天津,300222【正文语种】中文【中图分类】TG580.60 引言钛合金具有密度小、比强度高、热稳定性好、抗腐蚀性好等优点,因此在航空航天、舰船和化工等行业得到了广泛的应用[1],由于钛合金导热系数低、弹性模量小、在较高温度下的化学活性大,因此钛合金磨削加工时,很容易发生较严重的砂轮黏附磨损,产生磨削烧伤[2-3]。

cbn砂轮磨削参数

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cbn砂轮磨削参数今天咱们来唠唠CBN砂轮磨削参数这个超有趣(虽然听起来有点专业啦)的话题。

一、CBN砂轮是啥呢?CBN砂轮啊,它可是磨削界的一个小明星呢。

CBN就是立方氮化硼啦,这种材料超级硬,硬度仅次于金刚石哦。

所以用它做成的砂轮在磨削的时候就特别厉害。

它可以用来磨削好多硬度比较高的材料,像那些合金钢啊、高速钢之类的。

你想啊,要是普通的砂轮去磨削这些硬家伙,可能没几下就磨损得不成样子了,但是CBN砂轮就不一样啦,它能稳稳地把这些硬材料磨削得又精准又光滑。

二、磨削参数之砂轮转速。

说到CBN砂轮的磨削参数,砂轮转速可是个关键因素。

这个转速就像是砂轮工作时候的小节奏。

如果转速太快呢,虽然磨削的效率可能会提高,但是也会带来一些小麻烦。

比如说,砂轮可能会因为离心力太大而发生破裂,这可就危险啦,就像一个转得太快的小陀螺突然散架了一样。

要是转速太慢呢,磨削的效率就会变得很低,就像小蚂蚁搬家,慢悠悠的。

所以呢,要根据被磨削材料的硬度、砂轮的直径大小等因素来确定一个合适的转速。

一般来说,对于硬度比较高的材料,转速可以适当高一点,但是也要在安全的范围内哦。

三、磨削参数之进给量。

进给量这个东西呢,就像是给砂轮规定的每次向前走多少的小指令。

如果进给量太大,砂轮一次吃进去太多材料,就会让磨削变得很粗糙,就像一个人狼吞虎咽吃饭一样,肯定吃相不太好啦,而且还可能会让砂轮磨损得特别快。

要是进给量太小呢,虽然磨削出来的表面可能会比较光滑,但是效率就太低了,这就有点像吃饭的时候一粒一粒地吃米饭,太浪费时间啦。

所以啊,要找到一个合适的进给量,让砂轮既能高效地磨削,又能保证磨削的质量。

对于那些对精度要求比较高的零件,进给量可能就要稍微小一点,多花点时间来保证质量。

四、磨削参数之磨削深度。

磨削深度也是个很重要的参数呢。

这个就像是砂轮要在材料上挖多深的小坑一样。

如果磨削深度太大,那对砂轮的压力就很大,很容易让砂轮磨损,而且也可能会让被磨削的材料出现裂纹之类的问题。

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运 用环 形 砂 轮 进 行 NC 成 型 磨 削
这 是一 个 陶瓷结 合剂 c B N 环形 砂轮 成形 磨削 的过 程 。在这 一 要求极 高 的过程 中 , 需要 保持 很 好 的柔韧 性 , 以便于 对 材料 表面 进 行机 械 加工 , 这 也 意 味着即 使 工具 的 磨损 较 低 , 其 使用寿 命 较长 , 但 在 其 后 仍需 对 砂轮 进
行 再次 修整 操作 。通 过工 件 与砂 轮接 触面 的不 断变 化 , 材料 的去 除 成一 直线 。为 了顺 利进 行成 形 磨削 , 利用 模 拟 实验 , 确 保材 料 的去 除既 符 合几 何 运 动学要 求 , 又 符合 动 力 学要 求 , 并且 可 以得 出砂 轮 在 进 出 区域 的 可靠 结
多 区 切 削 砂 轮 和 复 合 磨 削 工 具 的 发 展
目前 , 砂轮 的 开发 主要 表现 在工 具 的功能 结构 上 , 以适 应 特殊 的 加工需 要 。其优 点是 可 以代 替分 开 的制造 过程 , 并将 各独 立 加工步 骤 结合 成一 个加 工步 骤 , 这 就 意 味着 不仅 可 以避免 夹具误 差 , 还 可 以节 约成 本 , 也因此 得 以提 高 生产效 率 。在工 具 开发 的过 程 中 , 应 区分 差异 化 工具 结 构和 创新工 具结 构 , 即 区分所 谓 的多 区切 削砂 轮和 多种工 具结 合 成一体 的复合 磨 削工具 。
的重要 制约 因素 。 与研 磨相 比 , 该 方法 的其 他优 点是 可选 择冷 却 磨削 , 因此 减少 了工 件表 面 的损 伤 。同时 , 该 方 法 的 自动化 程度 也很 高 。 此外 , 如 果砂轮 有 任何损 坏 , 可通 过 替换 单个 丸 片来修 整砂 轮 。 与 研 磨相 比 , 研 磨过 程 会产生 大量 需要 单 独处理 的研 磨浆 , 而使 用丸 片砂 轮进 行精 磨 时其 相关 费用 较低 。综 上所 述 , 使 用丸 片砂轮 磨 削将 比研磨 节约 3倍 以 上 的时 间和成 本 。
用c B N 丸 片 砂 轮 进 行 精 磨
用e B N 丸 片砂 轮对 发动 机 部件 、 泵 的零 部 件 、 钢 质 轴承 和 密 封装 置 、 高速 钢或 陶瓷等 进 行单 面 或双 面 的表
面磨 削和精 磨 , 在这 一磨 削 实例 中 , 一方 面 , 由于使 用不 同工 具 结构 , 为此, 砂 轮被 逐步 改进 , 将 丸 片组 合成 砂轮
题, 会议 同 时获 得 了 I S F( D o r t mu n d大 学加 工技 术 研 究 院 ) 的 支持 , 与 会 专 家 们在这 次 会 议上 就 最 新 的磨 削技
术研 究成 果做 了学 术报 告 , 以 下是 列举 的一 些应 用实 例 。
压缩机螺杆磨削
c B N 和金 刚石 工 具磨 损 的 降低 与砂 轮 形状关 系密 切 , 这 在 成 形磨 削 中尤 为重 要 。在 磨削 压 缩 机螺 杆 的过 程中, 有 一 个很 重 要 的要 求 即 螺 杆与 砂 轮接 触 区需 要 有 效 散 热 , 否 则 易导 致 磨 削烧 伤 。当 指定 接 触 长 度 约为 l g  ̄6 O mm时 , 磨 削 区的散 热 由砂轮 的 高气孔 率 来保证 。本应 用 实例 中使 用的 陶瓷结 合剂 c B N 砂 轮 只有通 过使 用 高强 度玻 璃料 和 大气孔 才 能进 行上 述 磨削 。
c B N 砂 轮 磨 削 技 术
高科 技通 常意 味着使 用 最新 的科 学技 术 , 同时 也意 味着 与工 业 增长 潜力 直接相 关 ; 而 磨削通 常 指加 工 出表 面质 量好 、 外 形精 度高 的工 件 。 而高 科技磨 削即 指磨 削技 术 领域 的所 有 最新工 业发 展成 果 和趋 势 。 这是 2 0 0 8年 于 奥格 斯 保 由 VDS ( Ve r b a n d D e u t s c h e r S c h l e i f mi t t e l w e r k e e . V. ) 组 织 召开 的 磨 削技 术 论 坛 上 设定 的研 讨 主
果。
滚 压 螺 纹 模 具 的 磨 削
在 最初 的磨 削方 案 中 , 使用 S i C砂轮 需 要 中 间修 整 , 而 采 用大 气 孔 陶瓷 结合 剂 砂 轮则 不 再 需 要这 种 操作 。 但使 用 陶瓷结 合剂 砂轮 时 面 临的 最大 问题 是 要对 带 有一 个 金 刚石 仿 形滚轮 的 8 0 mm 宽 的 e B N 砂 轮进 行 修整 , 这一 过程 将产 生很 高 的磨 削力 并且 在现 有 的磨削 设备 和 修整 装置 上 才能 实现 。与 之 前使 用 S i C砂轮 的方 法相 比, e B N 砂 轮可 节约 4 O 的磨 削时 间 。
以适应 不 同的磨 削速 度和 不 同砂 轮 的耐磨 性 。另一 方 面 , 与研 磨 不 同 , 使用 丸片砂 轮 的这 种磨 削 方法 同样 适合 粗 加工 , 因此 , 加 工过 程变 为 在一 个 磨削过 程 中可 同时 完成 粗磨 和精 磨 。尽 管该方 法 将粗 、 精 加工 糅合 为一 体 , 但 是用 该方 法生 产 出来 的产 品表 面 质量 可与研 磨后 的 产 品表面 质 量相 媲美 。该方 法 加工 出 的工 件表 面光 洁度 很好 , 其粗糙 度 ≤ l b L m。工 件表 面 、 砂轮表 面 及接 触 压力 ( 通常在 I O 0 0 0 N ̄3 0 0 0 0 N之间) 是该 方 法 实行 过程 中
( 刘 燕 编 译 )
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Hale Waihona Puke .
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