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技術(shù)文章
Technical articles響磨床加工表面粗糙度的因素及其改善措施有哪些!
一、與磨削砂輪有關(guān)的因素
1.主要是砂輪的粒度、硬度以及對砂輪的修整等。砂輪的粒度越細,則砂輪單位面積上的磨粒數越多,磨削表面的刻痕越細,表面粗糙度值越小。但粒度過(guò)細,砂輪易堵塞,使表面粗糙度值增大,同時(shí)還易產(chǎn)生波紋和引起燒傷。
2.砂輪的硬度是指磨粒受磨削力后從砂輪上脫落的難易程度。砂輪太硬,磨粒磨損后還不能脫落,使工件表面受到強烈的摩擦和擠壓,增加了塑性變形,表面粗糙度值增大,同時(shí)還容易引起燒傷;砂輪太軟,磨粒易脫落,磨削作用減弱,也會(huì )增大表面粗糙度值,所以要選合適的砂輪硬度。
3.砂輪的修整質(zhì)量與所用修整工具、修整砂輪的縱向進(jìn)給量等有密切關(guān)系。砂輪的修整是用金剛石除去砂輪外層已鈍化的磨粒,使磨粒切削刃鋒利,降低磨削表面的表面粗糙度值。另外,修整砂輪的縱向進(jìn)給量越小,修出的砂輪上的切削微刃越多,等高性越好,從而獲得較小的表面粗糙度值。
二、工件材質(zhì)有關(guān)的因素
1.包括材料的硬度、塑性、導熱性等。
2.工件材料的硬度、塑性、導熱性對表面粗糙度有顯著(zhù)影響。鋁、銅合金等軟材料易堵塞砂輪,比較難磨。塑性大、導熱性差的耐熱合金易使砂粒早期崩落,導致磨削表面粗糙度值增大。
三、加工條件有關(guān)的因素
1.包括磨削用量、冷卻條件及工藝系統的精度與抗振性等。
2.磨削用量有砂輪速度、工件速度、磨削深度和縱向進(jìn)給量等。提高砂輪速度,就可能使表層金屬塑性變形的傳播速度跟不上磨削速度,材料來(lái)不及變形,從而使磨削表面的表面粗糙度值降低示。工件速度增加,塑性變形增加,表面粗糙度值增大。磨削深度和縱向進(jìn)給量越大,塑性變形越大,從而增大了表面粗糙度值。砂輪磨削時(shí)溫度高,熱的作用占主導地位,因此切削液的作用十分重要。
3.用切削液可以降低磨削區溫度,減少燒傷,沖去落的砂粒和切屑,以免劃傷工件,從而降低表面粗糙度值。但必須選擇適當的冷卻方法和切削液。
4.對于外圓磨床、內圓磨床和平面磨床,其機床砂輪的主軸精度、進(jìn)給系統的精度和平穩性、整個(gè)機床的剛度和抗振性等,都和表面粗糙度有密切關(guān)系。
四、砂輪的修整技巧
1.修銳是一個(gè)將超硬磨粒砂輪的磨粒修磨鋒利的處理過(guò)程。在這一過(guò)程中,需往除磨粒間的結合劑和磨鈍的砂輪磨粒,使具有很強磨削性能的砂輪磨粒突出結合劑之外,形成銳利的切削刃。修銳也必須從砂輪表面的氣孔中,往除微小的材料,防止作用于砂輪上的磨削力增大,砂輪上的磨削力增大,將會(huì )引起振動(dòng)和造成零件表面燒傷。
2.沒(méi)有適當的修銳,即使是非常好的砂輪也不可能獲得加工零件的高質(zhì)量和尺寸一致性。實(shí)際上,當你投資了高質(zhì)量的砂輪,為了獲得高的磨削性能,很好地修整它們就顯得非常重要。
3.整形可以說(shuō)是砂輪預備工作的一部分,它與普通砂輪的修銳同時(shí)進(jìn)行。對于超硬磨料砂輪,兩道工序是分開(kāi)進(jìn)行的,首先對砂輪進(jìn)行整形。在使用超硬磨料砂輪磨削中,整形是使用整形工具或滾輪進(jìn)行,修銳經(jīng)常是使用一個(gè)陶瓷結合劑的修整棒,在整形完成后,對砂輪進(jìn)行修銳處理。
4.在砂輪包括整形與修銳的修整之前,保證主軸軸承在一定的溫度下(如通常的砂輪磨削狀態(tài))是很重要的。這樣可避免損傷零件幾何外形以及砂輪和修整工具的非正常磨損。對于修整用的工具必須小心處理,由于它一般由質(zhì)硬、耐磨但又很脆的金剛石材料制成,且對因稍微碰撞、受力引起微小裂紋和破碎都非常敏感。
5.由于金剛石整形器本身就是一把刀具,需保持非常鋒利。使用一個(gè)磨鈍了的修整工具來(lái)修整砂輪表面,會(huì )使砂輪變鈍。為了保持一個(gè)高質(zhì)量和鋒利的金剛石修整工具,每隔一定時(shí)間,需要1/8圈地旋轉單點(diǎn)或帶錐尖的修整工具。旋轉次數可根據修整情況決定,根據經(jīng)驗,少天天旋轉一次。對于鑿子頭和成型的修整工具,一般需在它們磨鈍前180°地旋轉一次。
6.采取微量修整為減少修整時(shí)間,好象總存在一種想選擇大些修除深度的想法。這是一種極其錯誤的想法。必須選擇合適的修除深度對砂輪進(jìn)行修整。選擇太大的修除深度,會(huì )產(chǎn)生高的切削溫度,減少修整器的使用壽命,還會(huì )將有用的砂輪層切除。后結果是使修整器和砂輪兩者受損,適得其反。
7.修整量經(jīng)幾次修除后,既能恢復砂輪的幾何外形,又能恰好產(chǎn)生出良好的磨削鋒刃為準則。使用單點(diǎn)修整工具,應以10-15o的軸心線(xiàn)傾斜角接觸砂輪的直徑方向。這樣將使單點(diǎn)修整工具在定期轉動(dòng)時(shí),產(chǎn)生一個(gè)削尖的作用。以多點(diǎn)接觸的修整工具不需要傾斜這一角度,改為用修整工具的整個(gè)端面與砂輪表面接觸。
8.橫向移動(dòng)速度是修整工具在修整中通過(guò)砂輪表面的速度。它對加工零件要求的表面粗糙度和金屬切削率都起有關(guān)鍵的作用。橫向移動(dòng)速度太慢,將會(huì )堵塞砂輪,損害零件的表面粗糙度和金屬切削率。太慢的橫向移動(dòng)速度還可以引起砂輪振動(dòng)和燒傷零件表面。均勻較快的橫向移動(dòng)速度能修整出好的砂輪表面,進(jìn)步砂輪的磨削性能,增加磨削效率,降低零件表面粗糙度。
9.保持冷卻適當地使用冷卻液,能加快修整速度和進(jìn)步修整效率。根據經(jīng)驗,選用一股3/8英寸直徑的冷卻液,能夠從修整器上排除大量熱量,延長(cháng)修整器的使用壽命。當金剛石修整工具通過(guò)砂輪時(shí),安裝一個(gè)冷卻液噴管,布滿(mǎn)整個(gè)砂輪表面或不斷地加注冷卻液到金剛石修整工具。當修整工具與砂輪接觸開(kāi)始修整后,決不答應修整工具,從冷卻液中退出。否則會(huì )使金剛石修整工具,在冷、熱的溫度變化下,產(chǎn)生裂紋或破裂。
10.使用過(guò)濾器對冷卻液進(jìn)行高精度過(guò)濾,能避免污垢或切屑在冷卻液中的多次循環(huán)。被污染的冷卻液能夠使砂輪很快磨損,增加砂輪的修整次數。只有在干式磨削時(shí)(只有在這種情況下,可以中斷對金剛石修整工具的冷卻),才對砂輪采取干式修整。在天天放工前,關(guān)掉冷卻液后,讓砂輪空轉幾分鐘。這樣可以防止砂輪破裂。
11.振動(dòng)是修整的大敵,在砂輪修整中,有效地減小振動(dòng),避免在砂輪表面留下修整痕跡、碰撞和損壞修整工具等,是至關(guān)重要的。這意味著(zhù)還必須保持砂輪平衡,這是砂輪本身的結構特點(diǎn)所決定的。密度的不均勻和整個(gè)砂輪幾何外形的好壞,都會(huì )影響一個(gè)砂輪的固有平衡。因此選擇一個(gè)高質(zhì)量的砂輪也是很重要的。假如是一個(gè)高質(zhì)量的砂輪,只需妥當的安裝即能保持砂輪很好的平衡。按照砂輪制造商的出廠(chǎng)說(shuō)明,砂輪上標有一個(gè)向上箭頭,它表明砂輪經(jīng)粗平衡后的輕端方位。然后用戶(hù)可以根椐箭頭指示,留意修整砂輪,使其達到動(dòng)態(tài)平衡。冷卻液均勻地加注,有時(shí)也能幫助砂輪保持平衡。
12.為了進(jìn)一步地避免振動(dòng),需保證修整工具牢固地夾緊在夾座上和保持小的懸垂量,以保證修整工具有足夠的剛性。假如金剛石工具沒(méi)有牢固夾緊,就會(huì )引起振動(dòng)、產(chǎn)生噪音,在零件表面產(chǎn)生波紋,拉傷零件表面和損壞修整工具。一個(gè)超硬磨粒砂輪在開(kāi)始磨削前,必須進(jìn)行整形與修銳。遵循本文介紹的經(jīng)驗,將幫助你的砂輪產(chǎn)生出準的磨削效果。
五、磨床精度對工件的加工精度的影響.磨床的幾何精度、剛度、熱變形、運動(dòng)穩定性和抗振性等,將對工件的加工精度直接產(chǎn)生影響。
1.磨床的幾何精度是指不承受負荷的情況下,各部件的運動(dòng)精度和相互位置精度。把機床制造得是不可能的,總有不可避免或多或少的誤差存在。這種誤差將在工件加工時(shí)不同程度反映到工件上來(lái),而影響其工件的加工精度。一般有主軸的徑向跳動(dòng)和軸向竄動(dòng),工作臺等運動(dòng)部件移動(dòng)的直線(xiàn)度,工作部件的相互位置誤差和傳動(dòng)誤差等。砂輪主軸的徑向跳動(dòng)和軸向竄動(dòng)及磨床頭架運動(dòng)誤差大,不僅影響磨削后的工件表面粗糙度。
2.磨床的剛度它是指磨床承受外力(磨削力)時(shí),其部件抵抗變形的能力。也即是在同樣的磨削力的情況下,部件變形越小,表示剛度越大。反之,部件變形大,表示此部件剛度就小。這些變形的大小,破壞了磨床靜態(tài)的原始幾何精度,將引起工件的加工誤差的大小。所以剛度好的機床,工件的加工精度高。
3.熱變形磨床內部的熱源分布不均勻,各個(gè)部位在運動(dòng)中產(chǎn)生的熱量多少也不同,外界熱源對機床各部位的影響也不一樣,零部件因材料不同的熱膨脹系數也不相同,造成機床各部分不同的微量變形,使機床原始幾何精度下降,而影響工件的加工精度。所以精密磨床安裝在恒溫室使用,以防止溫度的變化對機床和工件的精度產(chǎn)生影響。
4.磨床運動(dòng)部件爬行磨床工作臺砂輪架等運動(dòng)部件在作微量周期進(jìn)給或低速連續移動(dòng)時(shí),出現運動(dòng)不均勻的現象,通稱(chēng)為爬行。當磨床有這種現象發(fā)生時(shí),使磨削過(guò)程中的進(jìn)給不均勻,而影響工件磨削表面粗糙度。
5.磨床的振動(dòng)磨床在磨削過(guò)程中產(chǎn)生振動(dòng),使砂輪和工件問(wèn)相對位置發(fā)生周期性的變動(dòng),使工件表面產(chǎn)生振紋,嚴重影響加工質(zhì)量和精度。要提高磨削后的工件精度,除努力消除上述因素的影響外,還必須注意工件加工過(guò)程中定位基準的合理選擇、裝夾方法、砂輪的選擇與正確修理、合理選擇磨削用量和工藝方法。
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