普通磨床超精度磨削工艺及工艺参数选择王新忠(益阳篼级技工学校机械系,益阳413000)砂轮,使砂轮上的同一颗粒等高微刃数增多的方法达到磨削抛光作用,并对磨床导轨、砂轮主轴与轴瓦间隙进行修刮和调整。同时,合理选择磨削工艺参数等方面达到超精磨削的目的。
在一般中小型机械厂均较少有昂贵的高精度磨床,要磨削出低表面粗植度值JzO.025pm是非常困难的。为了提高生产效率、降低零件加工成本,可用ME1432B普通磨床经过检修、调整、合理选择磨削工艺及工艺参数是能达到预定的效果的。
1超精磨削机理超精磨削是利用磨粒微刃在工件表面切除微薄余量,采用白刚玉粒度为60 80的中软树脂粘接的砂轮进行无火花磨削,其主要磨削机理是:应用较小的修整导程、修整进给量和精细修整砂轮,使磨粒微细破碎而产生微刃。要保证微刃在砂轮表面上分布呈等高性,如所示,即分布在砂轮表层同一深度层,微刃数要多且等高。为达到这一要求,除修整用量小外,还要控制机床的振动、机床的精度等来实现。
砂轮刚修整后的微刃比较锋利,切削作用强。
随着磨削时间的增加,微刃逐渐被磨钝,这时微刃的等高性进一步提高,切削作用减弱。而摩擦抛光作用增强,磨削的温度升高,使金属表面软化、钝化的微刃在工件表面滑动摩擦与挤压,表面细小凸锋被辑平,同时要合理选择磨削用量,才能达到超精磨削2提高磨床精度,减少振动2.1修刮滑鞍座V形导轨在垂直平面内直线度误差在全长上不得超过0.01,接触点要求达到10点10点/25X25.刮滑鞍座平导轨,平导轨的平行度误差在全长上不应超过0.025接触点要求达到10点~10点/25mm><25 2.2修刮床身V型导轨在垂直平面内直线度误差在lm长度上,不应超过0.012在水平面内的直线度误差在lm长度上,不应超过0.012mm;与滑鞍座导轨的垂直度误差在250mm长度上,不应超过0.015mm;接触点要求达到12点15点/25刮床身平导轨:平形导轨的平行度误差在1m长度上,不应超过0.015,垂直平面的直线度误差在lm长度上,不应超过0.012,接触点要3修整砂轮的方法3.1金刚石笔精修砂轮,精制砂轮棒细修砂轮首先用金刚石笔进行精修,再用磨削长度和工件近似一致的心轴进行锥度调整。这样,就可用砂轮棒细修整砂轮。细修时可采用GC60K-L5B的砂轮,直径在今90左右。先把砂轮夹紧在一根心轴上,再在精密车床上用两顶尖顶住进行精车外圆,以消除偏摆,之后将其顶在磨床的两顶尖间,便可进行细修砂轮,即用砂轮精磨砂轮。
修整时,修整砂轮由头架带着转,其转速一般约70100r/min,进给量要小,往复一次约为0.025mm.往返速度低于0. 3m/min,需经多次往返修整。修整砂轮与被修整砂轮旋转方向应相同,即接触点的线速度方向相反。冷却要充分,以便把浮动的砂粒冲掉,防止磨削过程中有掉砂拉毛工件表面的现象。
用上述方法修整后,在砂轮的表面上可形成大量的等高微刃。砂轮修整后,一定要用毛刷去掉被修整砂轮表面的砂粒。磨削前,对冷却液要进行严格过滤。磨削时,冷却液要充分。防止烧伤工件表面。
3.2用金刚石笔精修,油石细修砂轮先用锐利的单颗粒金刚石笔精修,再用油石进行细修,以便形成更多的等高微刃。进给量每次只能0.0025~0.0050mm,纵向进给速度为40~100mm/min.在修整砂轮过程中,要注意以听到均匀的“沙沙沙……”声响为*佳。若听到忽高忽低、渐高渐低的不正常响声时,就应该检查工作台是否爬行,冷却液是否充足,金刚石笔是否锋利,工作台爬行时,应打开排气阀排除液压缸内的空气,这样工作台往复运动就平稳了。
经金刚石笔精修后,再用油石进行细修,但油石要在平面磨床上磨平。细修时,油石必须与砂轮圆圈表面平行。轻微接触,缓慢地纵向移动24次即可。
经过精、细修整后,取砂轮*低旋转速度,可用手指顺着砂轮的旋转方向,轻轻地靠近砂轮工作面,并作纵向移动,应有平整光滑的感觉。若有磨粒刺手感觉时,可用剪去2/3长度毛的漆刷,轻轻刷去砂轮表面浮砂屑。为防止砂轮端面不平或振动而拉毛工件表面,砂轮两端修整成形状i5. 4工艺参数的选择要达到超精度磨削的目的,合理选择工艺参数也是很重要的。
4.1砂轮线速度Vs的选择在超精度磨削时,砂轮的线速度5与工件表面粗糖度的关系如所示。
从中可得到超精磨削时,砂轮线速度Vs=15~28 m/s,对工件表面粗糙度值无明显的影响,是由于在砂轮工作面上形成等高性好的微刃增多,使单位时间内参加切削的微刃数量增多、抛光作用增强,使之得到*佳低表面粗糖度值,生产效率也同时得到提高。从中又看到当砂轮线速度超过某一值时,工件表面粗粮度值加大,这是由于磨削热增大,易使工件表面产生烧伤,机床振动也加大,工件表面产生螺旋形和波纹形等缺陷,从而影响表面粗糙度,一般推荐选用Vs=15~20m/s工件表面烧伤,也出现螺旋形等缺陷。工件圆周速度一般选择在=410m/min.个工件圆周速度与粗糙度关系4.3工件的纵向进给量/工件纵向进给量/a与工件表面粗糙度关系如所示。当砂轮经过精细修整后,切削能力较差;当纵向进给量负增大时,工件易产生烧伤,出现螺旋形和多角形等缺陷,纵向进给量/太低又会影响生产效率。因此,在保证不产生螺旋形的条件下,允适当选大些。开始磨削阶段,宜采用较大的纵向进给量,为=0.25~0.51111々。磨削一段时间后,再采用较小的纵向进给量,一般可取/a=0.08~0.225mm/r.这样既可以提高磨削效率,又可以得到较好的磨削表面质量。
4.2工件圆周速度Vw在超精磨削时,工件的圆周速度与工作表面粗植度的关系如所示。从中可以看出,工件圆周速度在一定范围内对工件表面粗植度影响不大。当工件圆周速度Vw提高时,工件表面的波纹深度增大;当工件圆周速度Vw过低时,能产生4.4横向进给量//和进给次数对超精度磨削,为了避免切深过大,使工件烧伤和产生螺旋形及破坏砂轮的微刃,横向进给量不能过大,特别是**次进刀时,应严格控制。如果**次进刀太大,不仅能使工件造成烧伤和螺旋形,而且破坏了砂轮的微刃,所以横向进给量/r的选择原则是不能超过微刃的高度,一般用/r<0.0025-0.0050mm/st(st为往复行程)。
进给次数的选择,主要是根据工件余量及尺寸精度要求和表面粗糙度值来确定,超精度磨削主要是用于降低工件表面粗糙度值,因此,对于工件,其磨削余量不能留得过大,一般直径余量为0.0020.004,磨削时进刀次数为23次。在超精度磨削时,余量留得过大,将影响生产效率和生产成本,因为它不但增加了磨削时间,而且砂轮在一次修整中,所磨削工件的个数也将大为减少。
光磨次数/次4.5光磨时间及行程为了降低表面粗粮度值,往往需要增加光磨次数。光磨时,砂轮与工件间仍保持一定压力,以充分发挥半化微刃的摩擦抛光作用。超精度磨削时,光磨的行程数与工件表面粗糙度关系如所示。从可见光磨初始阶段,工件表面粗糙度值随光磨时间的增加而降低,但经过几个光磨行程后,工件表面粗糙度值降低不大,这是因为超精度磨削,主要是靠微刃摩擦抛光作用。光磨时间太长,微刃钝化工件表面易烧伤,影响表面粗粮度值、影响生产效率和成本,一般只需光磨4~7个行程就可以达到ia=0.050~0.025pm.磨削用量如表1所示。
砂轮砂轮线速度Vs/(nvS1)工件圆周速度VwAnvmirT1)横向进给量/r/(mm-st工作台纵向进给速度/(mm.mirT1)磨削余量/(mm)无火花光磨工作台往复次数检验表面粗糙度5结论用ME1432B型普通磨床超精度磨削试验成功,对具有同类中、小型企业降低零件加工成本,提高生产效率有借鉴作用,同时也有一定的参照价值。