CBN砂轮修整工艺应用与研究

人气：171发表时间：2018-03-28【大中小】

1.影响修整效果的因素

CBN砂轮的磨削性能与众多因素有关 , 如砂轮与工件的排列方法、砂轮磨削面上磨粒的锋利度及磨削面的结构、砂轮与工件啮合运动条件如啮合长度、磨削深度等。其中 , 砂轮磨削面上磨粒的锋利度及磨削面的结构取决于修整效果, 影响修整效果的因素包括滚轮金刚石粒度、修整条件、修整时的振动以及砂轮修整后使用时间等。修整条件中影响较大的因素是 :修整速比 , 修整方式 (顺修或逆修 )、进给量, 光修转数。因此 , 通过改变滚轮修整参数, 可以达到改变砂轮表面粗糙度和砂轮的磨削性能的目的。

2. 实验应用与研究

根据文献所述, 结合市场需要, 笔者使用直径120 mm的电镀金刚石滚轮, 在TKM120CNC/CBN高效数控凸轮轴磨床上 , 对直径 500 mm的高速陶瓷CBN砂轮进行了修整工艺的实验研究。实验采用顺修和逆修两种方法。顺修时滚轮与砂轮 , 接触点线速度方向相同, 旋转方向相反, 速差为两速度相减 ;逆修时则相反 , 速差为两速度相加。金刚石滚轮自转并随台架做纵向移动, 执行单向进给。

用冷激铸铁凸轮轴作为实验加工的工件 , 要求加工后的凸轮基圆表面粗糙度为 0.63 μm, 凸轮桃尖部无振纹、麦穗纹及单斜纹。每个周期砂轮修整总量为0.01 mm, 分 3次进给, 每次进给量分别是 0.005 mm、0.003 mm、0.002 mm, 前两次的进给较大, 相当于对砂轮型面的整形, 最后一次相当于修锐过程。

由于砂轮转速和滚轮转速决定了速比和速差 , 为使速比和速差在一个合适的范围内 , 滚轮速度应随高速砂轮的速度调高。由于实验用设备的滚轮转速最高是8400 r/min, 故实验中固定了该速度为滚轮转速 , 通过改变砂轮转速来改变速比和速差。

滚轮相对砂轮纵向走速对修出的砂轮表面形貌和锋利性有直接影响, 所以将该参数作为实验参数的变量。

用修整后的砂轮加工凸轮轴工件 , 检测基圆粗糙度、观察凸轮桃尖磨削纹路作为评判修整效果的依据。

实验表明, 修整时滚轮与砂轮的速差是影响修整效果的重要因素。速差过大 , 修出的砂轮光滑平整, 加工出的工件表面粗糙度低, 易产生振纹和烧伤 ;速差过小 , 滚轮与砂轮之间接近挤压状态 , 砂轮表面粗糙 , 修锐差, 不仅使工件表面粗糙 , 而且同样会产生振纹。

在逆修方式下, 由于速差是二者速度的叠加, 滚轮基本起不到修整砂轮的作用 , 双方磨损都较快 , 且表现出修整砂轮不锋利 , 加工的工件容易烧伤, 一般不建议使用该种修整方式。特殊情况必须采用逆修时 , 建议将砂轮降速修整, 且速差不能大于 95 m/s。推荐使用速差在 85 m/s, 纵向走速 600 mm/min。顺修方式下, 速差容易控制在合理的范围内, 修整效果好。但在速差小到 11 m/s时 , 砂轮表面平整光滑 , 同样能造成工件的振纹出现。所以推荐使用速差在 35 m/s, 纵向走速 600 mm/min。在滚轮和砂轮速度相同的情况下, 顺修效果普遍优于逆修, 而且可以选用较大的纵向走速, 提高修整效率。
(1)在CBN砂轮的众多整形方式中, 以金刚石滚轮整形方法为好 ;各种修锐方法中, 自由磨粒修锐法效果较好 , 但效率低。使用一只金刚石滚轮作为整形和修锐的工具 , 通过调整工艺参数 , 一次装夹即可完成陶瓷 CBN砂轮的整形和修锐。

(2)应用CBN砂轮修整方法进行的实验研究表明 , 顺修的修整效果优于逆修方式, 所以推荐使用顺修。顺修时速差不能过小 , 否则容易造成磨削振纹。必须使用逆修的场合, 速差不能过大, 建议对砂轮采取降速修整。

(3)陶瓷CBN砂轮的修整工艺有待进一步研究,同时建议加速金刚石滚轮的研究 , 使砂轮、滚轮及工艺结合起来才能真正推广高速磨削技术的工业应用。

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