自贡硬质合金有限责任公司收稿2004年不同磨料磨削产生的不同效果薄片零件一般指垫圈、摩擦片、样板、薄板等,由于这类零件厚度薄,在磨削过程中,由磨削热引起零件的热变形,使零件产生翘曲现象,从而影响零件的精度等级。另外,视零件及加工条件的不同,能否正确选择磨具和安装零件等,均直接影响着薄片零件的精度等级和表面粗糙度值。
1.1磨削热引起的加工误差分析及采取的措施机械加工过程中,工艺系统在热的作用下,常产生复杂的变形,从而破坏零件与刀具相对运动的准确性,引起加工误差。据统计,在精密加工中,由于热变形引起的加工误差约占总加工误差的40%~70%.切削过程中,零件切削层金属的弹塑性变形,刀具与零件、刀具与切屑间的摩擦所消耗的能量,绝大部分转化为切削热,在磨削时,切削热传给零件的热量一般占84%左右,由此可见,切削热是引起工艺系统热变形的重要热源。
工件热变形示意图在磨削平面时,零件因单面受热,上下表面间形成温差而变形,造成几何形状误差,如所示。用L表示零件长度,S表示零件厚度,Af表示零件受热上下表面温度差,零件热变形向上凸起。用/表示零件中点变形量,由于中心角卩很小,故可认为中间弦长近似为原长L于是(其中R为园弧半径)变形量;A为零件受热表面上下温度差;为零件的厚度尺寸;为零件的长度尺寸由于L、S、S均为不变量,要减少零件的热变形量/必须减小A,即减小切削热的传入。为了减少零件热变形对加工精度的影响,可采取以下措施:①在精加工前,零件给予充分冷却;②及时修正砂轮,以免砂轮变钝引起切削热的增加;③改善冷却条件,采取改进磨削液的配方,加大磨削液的流量,提高磨削液的压力,改进磨削液喷嘴结构等措施;④合理选择磨削用量等。
1.2零件的安装方式对其精度等级的影响若用电磁吸盘装夹这类薄片零件,难以达到较好的平面度,因此宜采用让零件在自由状态下磨削的方法,比如,利用夹具、定位销等方法装夹零件,同时在磨削时,应对两面进行2~3次磨削,以保证零件的平面度。
2影响薄片零件表面粗糙度的主要因素1砂轮对粗糙度值的影响正确选择合适的砂轮将直接影响着薄片零件的表面粗糙度值,对于小粗糙度值的薄片零件,宜选用脆性较大的磨料和硬度较软的砂轮,提高砂轮的自锐性,使其保持较好的切削能力。
的磨料在相同的机床和工艺条件下,磨削时得出的零件表面粗糙度,从中可知,选用白刚玉WA的效果较好。
条件相同的情况下,磨削时得出的零件表面粗糙度,从中可知,选用硬度L的砂轮,较适合该类零件的精加工。
砂轮粒度的选择要适中,由于磨削薄片零件要选用稍粗一些的粒度,而小粗糙度磨削时,要选用细一些的粒度。
砂轮结合剂的选择为了获得稳定的零件表面质量,不出现烧伤,采用树脂结合剂较好,因为它具有一定的弹性,能保证零件的表面质量。
2磨削用量对粗糙度值的影响适当提高砂轮速度则单位工作面上的磨粒增多,可相应减小零件表面粗糙度,但砂轮速度Vc提高后,应注意零件表面的烧伤,因此要获得良好的零件质量,提高砂轮速度Vc应适中;磨削深度fr和工作台速度fa对零件表面质量影响较大,磨削深度fr和工作台速度fa增大,每颗磨粒的切削负荷就相应增大,使磨削力和磨削热增加,影响砂轮工作面质量和砂轮切削性能,从而影响零件表面质量,因此,为了获得较高的加工精度和小粗糙度值,必须采用小的磨削深度fr和工作台速度/a.在磨削高精度小粗糙度薄片零件时,通过采取减少磨削热的传入、合理选择砂轮和磨削用量、正确安装零件等措施,基本上能够保证该类零件的磨削质量。