聚氨酯摩擦盘的磨削加工研究于永民（中原工学院，郑州450007）精度及表面粗糙度。针对聚氨酯橡胶的这种加工性能，提出了聚氨酯摩擦盘的磨削加工工艺：先用成型法进行粗磨，再用成型法进行精磨和抛光。粗磨选用3（粒度的黑色碳化硅大气孔陶瓷结合剂砂轮，N级硬度，切削用量0 01mm用电镀金刚石滚轮修整砂轮圆弧，成型磨削，可以保证聚氨酯摩擦盘的形状和位置精度（R=3.5HS/2=3±Q05nm）；精磨选用具有抛光作用的120白刚玉PVA砂轮，用电镀金刚石滚轮修整砂轮圆弧，精磨和抛光同时完成，可以保证聚氨酯摩擦盘的尺寸精度（A=50±003mm）和表面粗糙度（Ra=04Um）。

　　141零件的技术要求分析作为一种难切削加工非金属材料，很难加工到要bookmark2聚氨酯摩擦盘是化纤机械弹力丝机上的一个关键零件，其作用是通过假捻变形（先加捻，然后再定型和退捻），以使化纤初生丝获得弹性、蓬松和良好的手感。由于聚氨酯摩擦盘是通过高速旋转对化纤初生丝进行加捻的，所以对工作圆弧表面的形状精度、尺寸精度和表面粗糙度都提出了较高的要求。如果形状和尺寸精度达不到要求，将影响生头和加捻质量的稳定；如果表面粗糙度达不到要求，耐磨度将急剧下降，且容易挂丝，无法使用。因此，保证形状和尺寸精度及表面粗糙度，是聚氨酯摩擦盘磨削加工的关键问题。

　　1零件分析为聚氨酯摩擦盘的零件简图，骨架材料为聚酯（PET）塑料，外层包覆为聚氨酯橡胶。从零件简图上可以看出，聚氨酯摩擦盘的外圆圆弧形状要求为：R=3 5+005；位置要求为：圆弧顶点到两边的距离对称S/2=3 3mmx30.的倒角；外圆尺寸为|A 12材料的加工性能分析聚氨酯橡胶是介于橡胶和塑料之间的一种高分子弹性材料，因其具有塑料相和橡胶相，所以兼具塑料和橡胶的一些基本特点。硬度范围是邵氏A65-98，温度范围-50°C~120°C.具有较高的强度和弹性，优异的耐磨性，耐油和耐水解性能等。

　　求的形状精度、尺寸精度及表面粗糙度1，其加工性能表现为：材料较软。尺寸精度和形状精度不易保证，且磨削时容易堵塞砂轮。

　　导热系数小。热稳定性差，温度超过120°C即会引起磨削烧伤。

　　耐磨性较高（本身可作为抛光材料）。一般抛光方式不能满足要求。

　　2外圆圆弧的成型方式为了保证外圆圆弧的形状和尺寸精度，我们以邵氏硬度（A）85的聚氨酯摩擦盘为试样如图I用不同磨削加工方式进行了对比试验。（1）用摆头磨床和曲线磨床仿型加工外圆圆弧。（2）在普通外圆磨床上，用金刚石笔和电镀金刚石滚轮修整砂轮，用成型法加工圆弧。对比实验结果如表1.表1不同外圆圆弧的磨削方式比较仿型法成型法摆头磨床曲线磨金刚石笔金刚石滚轮一般差好表面粗糙度较差好加工效率低高结果表明：用摆头磨床和曲线磨床仿型加工外圆圆弧，效率低、成本高，且加工的圆弧表面形状不好（有条纹），不能满足要求。在普通外圆磨床上用金刚石笔修整砂轮，用成型法加工圆弧，因调整困难、修整精度较低，也不能满足要求。而用电镀金刚石滚轮修整砂轮，效果则比较理想，不但保证了加工精度，而且加工效率较高。

　　3磨削工艺及参数选择31机床的调整磨削前要对磨床进行必要的调整，检测并调整主轴的精度，达到出厂精度；对砂轮进行动平衡，以减少磨削时产生振动。对装夹零件用芯轴进行调整和检测，保证在设计公差以内。

　　为了保证加工精度和表面粗糙度要求，我们先用以下两种方式进行了对比试验：一次磨削成型法。即用金刚石滚轮修整好砂轮的外圆弧后，直接磨到尺寸。结果发现当砂轮粒度选择较大时，磨削效率高，但表面粗糙度较难达到要求；当砂轮粒度选择较小时，表面粗糙度虽然达到要求，但磨削效率较低。

　　先粗磨再抛光的方式。粗磨后，留下0 01~002mm余量，用布轮抛光。由于聚氨酯橡胶耐磨性较高（本身可作为抛光材料），抛光一件需要5个小时左右，效率较低。

　　综合分析两种试验结果，我们对加工工艺进行了改进。采用先粗磨再精磨的加工方式，并且在精磨时采用了具有抛光作用的PVA砂轮，使精磨、抛光结合在一起，一次加工完成，不但保证了精度要求，而且效率较高。

　　33磨削参数331粗磨粗磨主要是为了保证聚氨酯摩擦盘的形状精度，而且要磨削掉绝大部分的切削余量，因此在选择砂轮时既要考虑保持圆弧型状，又要考虑加工效率。同时由于精磨时所留余量较小，表面粗糙度也不能太高。

　　经过反复实验，选择参数如表2表2粗磨参数磨料硬度粒度结合剂切削用量黑色碳化硅N级陶瓷砂轮的磨料选用黑色碳化硅（C），因为黑色碳化硅导热性好，散热快，切刃锐锋。

　　砂轮的硬度由于是成型磨削，为了保持正确的几何形状，减少砂轮的磨损及修整次数，因此砂轮的硬度应选高一些，但是考虑到磨下来的聚氨酯橡胶容易堵塞砂轮，所以又不能太高，因此选用N级。

　　砂轮的粒度为了提高磨削效率，并兼顾表面粗糙度，选用3C.砂轮的结合剂选用陶瓷结合剂（V），大气孔砂轮。

　　于工件材料较软，进给量一定要均匀，一次进给太大将会使工件变形，从而使工件磨削报废。

　　332精磨精磨主要是为了保证聚氨酯摩擦盘的表面粗糙度，因此把精磨和抛光合在一起，余量002mm，近似于无进给磨削，因此选择了具有抛光作用的PVA砂轮4磨削结果分析对**组10个零件加工完成后进行了检测，结果如下：外圆圆弧形状R=350~355mm；圆弧顶点到两边的距离对称S/2=2 97~302mm；外圆尺寸为完全符合零件要求。加工时间为3mi，效率较高。

　　对后续加工每30件进行抽检，到200件左右时，外圆圆弧形状及外圆尺寸保持稳定，但粗磨开始出现烧伤痕迹，用金刚石滚轮对砂轮进行修整后恢复正常；到500件时，精磨（抛光）质量开始下降，用金刚石滚轮对砂轮进行修整后也恢复正常。因此，粗、精（抛光）磨的砂轮修整周期分别为200件和500件。

　　5结论无论是粗磨还是精磨都必须充分加注冷却水，一方面防止磨削烧伤，另一方面对砂轮表面起到冲刷和清理作用。

　　要及时清理粘在砂轮上的废橡胶，以免堵塞砂轮，影响磨削。同时由于工件材料较软，砂轮上的废橡胶不但挤压工件引起变形，影响形状精度和加工尺寸，还会引起摩擦烧伤。

　　用金刚石滚轮修整砂轮进行成型磨削，用具有抛光作用的PVA砂轮进行精磨和抛光，是加工聚氨酯摩擦盘外圆表面的一种有效方法，该方法对软材料的成型加工具有一定的指导意义。