高速及強(qiáng)力磨削的工藝及應(yīng)用

發(fā)布日期:2011-11-25    蘭生客服中心    瀏覽:2313

    高效率是國內(nèi)外機(jī)械加工的主要發(fā)展方向之一。提高效率的重要方法,是提高切削,磨削速度及增大進(jìn)給量。目前高速磨削已廣泛應(yīng)用于生產(chǎn),普遍認(rèn)為50-80m/s的高速磨削是經(jīng)濟(jì)可行的。最高磨削速度已達(dá)到120m/s,試驗(yàn)室的速度已達(dá)到 210-250m/s,F(xiàn)在有的工件的實(shí)際磨削速度可以提高到300m/s。目前正朝著高速度磨削、強(qiáng)力磨削,高速強(qiáng)力磨削力一向發(fā)展。
1高速磨削
    高速磨削是指砂輪線速度在45米/秒以上的磨削力一法。高速磨削是提高磨削效率的重要途經(jīng)之一。
1.1高速磨削的特點(diǎn)
(1)它與普通磨削相比,可以提高生效率1-3倍;
(2)由于磨削速度的提高,工件表面在磨粒犁耕后所形成的隆起高度減小,因而使磨削的表面粗糙度減小;
(3)砂輪的壽命提高1倍左右;
(4)磨削力下降40%左右,加工的精度相應(yīng)也提高。
1.2高速磨削必須采取的措施
(1)使用高速砂輪;
(2)使用高速磨床;
(3)采用自動(dòng)上料、自動(dòng)檢測(cè)裝置以減小輔助時(shí)間。
1.3高速磨削的發(fā)展與應(yīng)用
    近年來,國內(nèi)外高速磨床品種已有外圓磨床、曲軸磨床、凸輪磨床,軸承磨床、平面磨床,內(nèi)圓磨床等。工業(yè)發(fā)達(dá)的國家在推廣采用45-60m/s的高速磨削,80-150m/s的高速磨削已在一些國家開始應(yīng)用。我國已生產(chǎn)磨削速度為50-80m/s的外圓磨床、凹輪磨床和軸承磨床等。
    目前國外高速磨削采用較多的是軸承行業(yè)磨削軸承環(huán)內(nèi)外溝,在發(fā)動(dòng)機(jī)行業(yè)高速磨削也得到廣泛應(yīng)用,如,美國AIM公司磨削V8發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸連桿頸用高速磨削,英國的Newall公司高速磨削鍛鋼4拐汽車曲軸。不少國家磨削曲軸還采用多砂輪高速磨削(用三、四個(gè),甚至七、八個(gè)砂輪同時(shí)磨),大大提高了磨削效率。
    高速磨削對(duì)于多數(shù)牌號(hào)的鋼材是適用的,但對(duì)磨削時(shí)易產(chǎn)生裂紋的材料,如欽合金,耐熱合金則不適用。對(duì)于某些材料,如,不銹鋼,當(dāng)砂輪線速度高于45m/s時(shí),磨削效率反而下降。
    由于高速磨削對(duì)機(jī)床、砂輪、冷卻和安全技術(shù)力一面都有特殊要求,這將增加機(jī)床成本。因此,目前高速磨削還只是在少數(shù)工件上使用。
2強(qiáng)力磨削
    強(qiáng)力磨削是指大進(jìn)給量或大磨削深度,以提高金屬去除率的力一法。
2.1主要特點(diǎn)
(1)它可以代替一部分車削、銑削和刨削等;
(2)強(qiáng)力磨削應(yīng)用適當(dāng)時(shí),可以直接從毛坯磨成成品,粗精加工一次完成;
(3)加工效率可提高4-5倍;
(4)可以減少加工設(shè)備,節(jié)省由于不同加工工序所需要的裝卸調(diào)整等輔助時(shí)間;
(5)它不受工件表面條件(如銹、硬點(diǎn)、斷續(xù)表面等)以及材料硬度,韌性的限制;
(6)加工精度和表面粗糙度小。
2.2強(qiáng)力磨削的應(yīng)用
    目前國內(nèi)外強(qiáng)力磨削已應(yīng)用到平面磨、外圓磨等磨床上。強(qiáng)力磨削采用較多的是主軸圓臺(tái)平面磨床。切入式外用圓磨床及端面外圓磨床。磨床功率 73.5-110.3kW;主軸平面磨床最大功率為220.5kW,可能出現(xiàn)730kW的機(jī)床,生產(chǎn)率達(dá)到500-600cm/min,每小進(jìn)金屬切除率(270-320)kg,一次切深最大可達(dá)37mm。
    強(qiáng)力磨削在兵器工業(yè)中也得到了廣泛的應(yīng)用。美國的M60A1中型坦克車體兩側(cè)安裝12個(gè)扭力軸的傾斜基面是與車體底部澆濤在一起的,用一般切削力一法難以加工,采用強(qiáng)力磨削解決了加工困難,是用兩合Merairg強(qiáng)力磨床同時(shí)在兩側(cè)加工,去除余量為6.35mm,每臺(tái)磨床功率為110.25kW,采用直徑為762mm,厚度為203mm的多級(jí)砂輪。
    美國華特弗里特兵工廠加工105mm坦克加農(nóng)炮的炮門握柄采用強(qiáng)力磨削,毛坯是4340炮鋼(即40GNiMoA),硬度HKC42,以前采
    用普通車削、切檀和磨削加工,需要分五次加工,時(shí)間為75min,現(xiàn)在用強(qiáng)力磨削一次加工完成,時(shí)間只需7-l0min; 175mm野戰(zhàn)炮的緊塞軸用力磨削加工,毛坯為4340鋼鍛體,一般加工力一法需車直徑、車檀和倒角,時(shí)間為3小時(shí)巧分鐘,改用強(qiáng)力磨削只需40min,磨削時(shí)所采用的砂輪線速度為38m/s.
3高速強(qiáng)力磨削
    這是具有上述兩種磨削特點(diǎn)的方法
3.1高速強(qiáng)力磨削的應(yīng)用
    可用于磨削外圓及平面,主要是用切入式磨削法磨削圓柱形零件外圓型面、溝槽、多直徑臺(tái)階?蓪⒁话丬囅骷澳ハ鞴ば蚝喜橐坏拦ば。工件的余量一般在 1.3-2.5mm,表面粗糙度Ra為超過6.3微分,精度不超過±0.076mm。目前高速強(qiáng)力磨削已在生產(chǎn)中得到一些應(yīng)用。例如:磨削汽車齒輪軸、轉(zhuǎn)向節(jié)、萬向節(jié)及耐熱合金透平葉片根部榫齒輪等。 
   上述高速磨削及強(qiáng)力磨削多在精密鑄造,鍛件的大批量生產(chǎn)或中小批類似零件生產(chǎn)和自動(dòng)化程度較高的機(jī)床上推廣使用。
3.2高速強(qiáng)力磨削的不是及其解決的措施
由于磨削速提高,功能增大,出現(xiàn)了振動(dòng)加劇,熱量增加等問題,常可采用下列措施來解決。
(1)砂輪力一面主要是提高強(qiáng)度。①采用細(xì)粒度磨料;②采用結(jié)合性能強(qiáng)的結(jié)合劑,如,加硼陶瓷結(jié)合劑,硼玻璃結(jié)合劑等;③采用中心孔局部增強(qiáng)砂輪或改變砂輪結(jié)構(gòu),如,無中心孔砂輪和砂瓦組合砂輪。立力一氮化硼砂輪已有應(yīng)用。砂輪修整多采用金剛石滾輪。
(2)機(jī)床力一面主要是加強(qiáng)剛性。采用靜壓軸承、靜壓導(dǎo)軌、改進(jìn)主軸和床身剛性,采用砂輪平衡和自動(dòng)平衡裝置。
(3)冷卻力一面。為了粉碎氣流采用特殊冷卻噴咀,使氣流產(chǎn)生偏析;采用高壓冷卻,增加冷卻液流量和容量。研究新成份油劑冷卻或在水劑中加入添加劑以提高冷卻效果。
(4)安全防護(hù)力一面普遍是加厚砂輪罩殼厚度,采用半封閉或全封閉罩殼,罩殼內(nèi)填充塑料,橡膠襯墊,采用自動(dòng)關(guān)閉砂輪罩殼等。
4結(jié)束語
    總之,高速及強(qiáng)力磨削作為一項(xiàng)新興的加工工藝,其發(fā)展歷史還很短暫,涉及到的相關(guān)技術(shù)還較多,存在的難題也較多。但相信在廣大科技人員的不斷探討、研究之下,高速及強(qiáng)力磨削高效率的新興機(jī)械加工工藝會(huì)日益完善,必將廣泛地應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)踐中 

更多相關(guān)信息