公告版位

Bewise Inc. www.tool-tool.com

Reference source from the internet.

1 选用合适的砂轮

对不同的工件材料、不同的加工要求,应选用不同的砂轮。即使磨削同一种工件材料,不同牌号砂轮的磨削比可能相差2~5倍,因此要选用合适的砂轮。
金 刚石砂轮是磨削硬质合金、光学玻璃、陶瓷、宝石和石材等高硬度脆性大的非金属材料的最佳磨具。但因金刚石在700℃~800℃时容易碳化,所以它不适于磨 削钢料。CBN的硬度稍次于金刚石,但它的热稳定性好(能耐1300℃~1400℃高温),它不象金刚石那样在高温中会分解,即氧化和石墨化,与铁族元素 化学惰性大,热导率高(是刚玉的46倍),用其制作的砂轮寿命长(可达刚玉砂轮的几十倍到成百倍以上),是替代刚玉砂轮磨削淬硬钢、高速工具钢、轴承钢、 不锈钢、耐热钢和钛合金等高硬度韧性大的金属材料的最佳磨具。
超硬磨料砂轮的结合剂有树脂、金属、陶瓷、电镀和钎焊等。树脂结合剂砂轮 主要用于刃磨刀量具、磨孔、外圆磨及平面磨;金属结合剂砂轮用于切入磨削、光学曲线磨床的成形磨、刃磨单刃刀具、磨削小钻头的螺旋槽,也适用于电解磨削; 陶瓷结合剂砂轮的磨削效率高,形状保持性好,耐用度高,易于修整,砂轮使用寿命长,并因陶瓷结合剂本身有良好的化学稳定性,耐热、耐油、耐酸碱的侵蚀,可 适应各种磨削液,磨削成本低,因而目前已成为高效、高精度磨削的首选磨具;电镀砂轮适于高速精磨和成形磨,也适于孔的高效磨削(湿磨)和在坐标磨床上使 用;钎焊砂轮适于超高速磨削。
必须指出,不同牌号的磨料,因制造工艺不同,其晶体形态、颗粒形状也不同,而具有不同的强度、热稳定性和 破碎特性,应根据结合剂种类、磨削工件材料和磨削方式,选择不同的磨料。如用于高效、高精度磨削的陶瓷结合剂砂轮,可选用高强度和颗粒形状锋利的磨料,如 DeBeers公司生产的PDA型(人造金刚石品种)及ABN800型(CBN品种)或其他类似性能的牌号。
超硬磨产表面又有镀金属衣 (金属镀层可起到补强增韧,减缓热冲击以及在磨粒与结合剂之间起结合桥作用,可提高砂轮使用性能)和不镀金属衣两种,应根据结合剂种类、工件材料、干磨和 湿磨等不同条件选择。干磨一般选用铜衣,如RVD-Cu、CBN-Cu;湿磨选用镍衣,如RVD-Ni、CBN-Ni。当前,镀覆金属已由镍、铜发展到 钛、钨合金、非金属陶瓷等,由单一镀层发展到复合镀层,并已由磨粒镀覆发展到微粉镀覆。
超硬磨粒砂轮的浓度不能选得太低,高浓度可带来 高的磨削比,200%浓度的超硬磨料砂轮实际上是一种以超硬磨料为辅料的普通砂轮,一般不推荐命名用。目前,高速高效磨削均采用较高浓度,陶瓷结合剂 CBN砂轮的浓度高效磨削均采用较高浓度,陶瓷结合剂CBN砂轮的浓度一般选择125%以上,如进口配套的陶瓷CBN砂轮,其浓度一般均为175% ~200%。
砂轮的硬度等级表示了结合剂对磨料把持力的大小。砂轮硬度均匀和稳定及硬度高低的合理选择,是保证磨削质量的重要前提。国 外超硬磨料砂轮一般有3~7个硬度等级可供选择,但我国生产的超硬砂轮都不标硬度等级,GB6409中也未规定相应标准,故质量不易保证,给用户带来不 便,亟待补充与完善。

2 选择合适的磨削用量

超硬磨料砂轮的磨削速度应根据砂轮类型、磨削方式和冷却等具体条件进 行选择。提高砂轮工作速度,可显著提高磨削效率和磨削比(如砂轮的磨削速度提高40%,磨削比可增加一倍),降低磨削成本。金属和树脂结合剂的金刚石砂 轮,磨削速度通常为15~35m/s,陶瓷结合剂CBN砂轮的磨削速度可提高到45~160m/s,单层CBN砂轮的磨削速度可选用 125~250m/s。80~125m/s的线速度已成为当前世界CBN砂轮磨削的主流。磨削深度一般为0.002~0.010mm,工件速度通常为 10~30m/min,纵向进给速度可取0.3~1.5m/min。粗磨时取大值,精磨时取小值。

3 超硬砂轮磨削对磨床要求

超硬砂轮磨削,尤其是高速磨削,要求加工稳定性好、振动小、线速度高。例如,在CIMT2001上展出的PLANOMAT系列平面和成形磨床砂轮的工作速度为170m/s。因此,对磨床有一要求:
  1. 砂轮主轴回转精度要高。
  2. 磨床刚度要好,一般要求比普通磨床高50%左右,通常应不小于100N/μm的数量级。
  3. 磨床进给系统的精度要高,进给速度应均匀准确,纵向进给最小速度应达0.3m/min,横向进给(切深)应达0.001~0.002mm/单行程,以保证磨削的尺寸精度、几何形状精度和表面粗糙度。
  4. 磨床各运动件,如头架主轴和轴承部分、进给运动导轨部分等应有可靠的密封,以防超硬磨料进入,加速机件的磨损。
  5. 要有比较完善的磨削液过滤和供给系统,过滤精度应小于0.5μm。
  6. 磨床各部分应有相应的防振和隔振措施,砂轮应作精细动平衡。

4 超硬磨料砂轮的修整

超硬磨料砂轮的修整,通常分为整形和修锐两个工序。整形是对砂轮进行微量切削,使其达到所要求的几何形状和精度,并使磨料尖端微细破碎,形成微刃;修锐是去除磨粒间的结合剂,使磨粒间有一定容屑空间,并使磨粒突出结合剂之外,形成切削刃。
对于多气孔陶瓷结合剂超硬磨料砂轮(包括金刚石和CBN砂轮),由于结合剂为疏松型,通常整形和修锐可一次完成;而对于结合剂为密实型砂轮(如树脂、金属结合剂),则整形和修锐须分别进行。
超 硬磨料砂轮最有效的整形工具首推金刚石类修整工具。用单颗粒金刚石修整,由于修整工具磨损,常会影响型面精度。如用金刚石滚轮修整,可避免修整工具磨损过 快,并可获得较好的砂轮形貌。修整装置的进给精度要高,每次进给量应控制在微米级。过量的修整既影响磨削质量,又会大大降低砂轮使用寿命。
修锐方法很多,一般可使用机械法(如用刚玉块切入修锐、液压喷射修锐法)或电加工法。后者多用于金属结合剂的砂轮,将砂轮作为阳极通过电火花或电解法将金属结合剂蚀除;若在结合剂中加入石墨粉,此法也适用于树脂、陶瓷结合剂砂轮。
近 几年来日本东京大学研制出一种旋转型金刚石杯形轮修整工具。其机理是利用从杯形轮上脱落下来的磨料对超硬(金刚石或CBN)磨粒与结合剂之间的结合桥冲 击,以及脱落下来的磨粒与超硬砂轮之间产生挤压研磨作用而达到修整目的。采用此法,无论对多气孔陶瓷结合剂超硬砂轮,还是密实型砂轮,整形和修锐可一次完 成,同时因杯形砂轮自旋转,故磨损很小,修整过程中整形力几乎可保持不变,且数值要比用单颗粒金刚石修整工具修整时小得多。

5 正确使用磨削液

超 硬磨料砂轮磨削时,可用干磨或湿磨。但采用湿磨,既可延长砂轮寿命,又可防止工件产生磨削烧伤。不同磨削液,会使砂轮的磨削比相差几倍、甚至十几倍。砂轮 在磨削过程中的机械磨损、化学侵蚀和热损伤程度,与冷却效果密切相关。但用CBN砂轮湿磨时须注意,因CBN在高温下会同水蒸气及空气中的氧气起反应,生 成氨和硼酸(BN+3H2O→H3BO3+NH3),这种反应称为水解作用,会加速砂轮磨损。因此在使用中常用水溶性油或带有极压添加剂的水溶液以减弱水解作用。用不同磨削液湿磨时,CBN砂轮的相对寿命不同,以纯油冷却的砂轮寿命最长,水溶性油冷却的砂轮寿命次之,水加防锈添加剂冷却的砂轮寿命最低。

6 超硬磨料砂轮的非常规使用

通 常人们认为,因金刚石与铁族元素化学惰性大,所以金刚石砂轮是不适于磨削灰铸铁一类工件的,然而这种情况只有在高温时才发生。例如,用金刚石砂轮磨削时, 当温度达到650℃时,金刚石会在空气中氧化,而达到700℃~800℃时它将会石墨化。在低温时,这些材料之间是不发生反应的。所以,只要选用合适的磨 削速度并采用湿磨方式,同时供给充足的磨削液,金刚石砂轮是完全可以磨削铸件的,这一点已在生产实践中得到证实。采用湿磨时,金刚石砂轮磨削灰铸铁的磨削 比(9600)要比用CBN砂轮磨削灰铸铁的磨削比(2700)高得多。
一般人们还认为,CBN砂轮是不适于磨削低碳钢一类软材料的, 因为这时产生的磨屑易使砂轮堵塞。但目前研究认为,陶瓷结合剂CBN砂轮可采取提高砂轮线速度,以形成细小的磨屑,再借助高压喷射磨削液清除磨屑,以及供 给充足磨削液等措施,可防止砂轮堵塞。因此,CBN砂轮是可以磨削低碳钢(硬度大于30HRC)一类软材料的。但是,CBN砂轮也不是磨削任何材料都有效 的。通常它不适于磨削硬质合金及硬质合金与钢的组合件,此时用金刚石砂轮有更好的效果。

7 结语

我国人造超硬磨料的 生产虽然起步较晚,但发展很快,1997年我国人造金刚石年产量已达到5亿克拉左右,CBN年产量为800万克拉。目前已初步形成了超硬磨料磨具、专用磨 削液、专门修整技术和装置及专门化磨床等一个完整的技术体系。目前我国已能生产RVD、CBN及镀金属衣高品级磨料制品,如“金属基体陶瓷CBN砂轮”、 “65m/s陶瓷结合剂CBN砂轮”等,超硬磨料砂轮的品种规格已形成系列,超硬磨料砂轮的最大直径可达Ø750mm(正在试制Ø1100mm砂轮),最 高使用线速度可达80m/s,并在开发125m/s的高速砂轮,为超硬磨料砂轮的推广使用创造了条件。可以预见,随着超硬磨料砂轮的广泛使用,必将促进磨 床制造业的变革与发展,而高效高性能磨床的发展,又将进一步推动超硬磨料砂轮的使用。
原载:www.china-superabrasives.com
BW碧威股份有限公司針對客戶端改善切削方式、提供專業切削CNC數控刀具專業能力、製造客戶需求如:Cutting tool、切削刀具、HSS Cutting toolCarbide end millsCarbide cutting toolNAS Cutting toolCarbide end millAerospace cutting toolCarbide drillHigh speed steelMilling cutterCore drill、鎢鋼銑刀、航太刀具、鎢鋼鑽頭、高速剛、鉸刀、中心鑽頭、Taperd end mills、斜度銑刀、Metric end mills、公制銑刀、Miniature end mills、微小徑銑刀、鎢鋼切削刀具、Pilot reamer、領先鉸刀、Electronics cutter、電子用切削刀具、Step drill、階梯鑽頭、Metal cutting saw、金屬圓鋸片、Double margin drill、領先階梯鑽頭、Gun barrelAngle milling cutter、角度銑刀、Carbide burrs、滾磨刀、Carbide tipped cutter、銲刃刀具、Chamfering tool、倒角銑刀、IC card engraving cutterIC晶片卡刀、Side cutter、側銑刀、NAS toolDIN tool、德國規範切削刀具、Special tool、特殊刀具、Metal slitting sawsShell end mills、滾筒銑刀、Side and face milling cuttersSide chip clearance saws、交叉齒側銑刀、Long end mills、長刃銑刀、Stub roughing end mills、粗齒銑刀、Dovetail milling cutters、鳩尾刀具、Carbide slot drillsCarbide torus cutters、鎢鋼圓鼻銑刀、Angeled carbide end mills、角度鎢鋼銑刀、Carbide torus cutters、短刃平銑刀、Carbide ball-noseed slot drills、鎢鋼球頭銑刀、Mould cutter、模具用刀具、BW微型渦流管槍、Tool manufacturer、刀具製造商等相關切削刀具、以服務客戶改善工廠加工條件、爭加競爭力。歡迎尋購~~~碧威股份有限公司www.tool-tool.com

beeway 發表在 痞客邦 留言(0) 人氣()

Bewise Inc. www.tool-tool.com

Reference source from the internet.
摘要:实验研究了小直径CBN砂轮平面磨削时砂轮修整方法和砂轮要素(接合剂、粒度、硬度、密度)对磨削过程的影响。磨削过程中CBN磨粒的早期脱落影响了小直径CBN砂轮磨削性能的发挥。小直径CBN砂轮采用杯形(SiC)砂轮修整,选择陶瓷接合剂、粒度170#~230#、高硬度和200%高密度的要素参数可取得良好的磨削效果。

具 有沟槽结构并且需要对沟槽进行精密加工的零件应用很广,如涡旋式压缩机涡旋轮、沟槽凸轮等,目前一般都是采用指状铣刀切削加工沟槽。随着这类零件结构的改 进,材料的高强度、高硬度化,加工过程简单化(铸锻件无切削成型)和低成本化以及零件加工精度要求的提高等,需要对沟槽进行磨削加工的情况越来越多,但到 目前为止对沟槽进行的磨削加工几乎限于采用盘形砂轮加工直线形状的沟槽。本研究采用带轴的小直径CBN砂轮进行沟槽精密磨削,包括磨削曲线形状沟槽的侧面 和底面。但为了分析小直径CBN砂轮磨削加工时的特性,将其分解为侧面磨削和端面磨削两种状态分别进行研究。小直径CBN砂轮加工曲线沟槽侧面时,由于沟 槽曲线曲率的变化,砂轮与工件之间的相对曲率随之变化。有关小直径砂轮磨削加工过程的研究多限于内圆磨削,对于工件和砂轮相对曲率较大的平面磨削的研究很 少,所以本研究首先进行小直径CBN砂轮平面磨削的基础研究,分析其加工特性,讨论加工参数的选择。
本文在对小直径CBN砂轮进行修整精度、加工方法研究的基础上,对小直径CBN砂轮平面磨削时,修整方法及砂轮要素(接合剂、粒度、硬度、密度)对磨削过程的影响,参数选择等进行实验研究,并按以上实验确定的原则选择小直径CBN砂轮要素参数分析磨削效果。

1 实验装置及实验方法

实 验装置用平面磨床改装,将平面磨床的主轴用油雾空气式高频主轴(精工精机公司产品,最高转速80000r/min,输出功率2.8kW)替代。考虑到砂轮 刚性对磨削过程的影响,取磨削宽度为5mm,采用砂轮最前端进行磨削。砂轮用杯形GC(SiC)砂轮修整法(CT法)和旋转薄片金刚石砂轮修整法(RD 法)修整(表1)。冷却液为5%水溶性乳化液,采用顺切方式磨削。工件材料为铸铁,尺寸为125mm×45mm×5mm(L×H×W)。磨削力用平行平板 式测力仪测量,砂轮磨损值采用碳片复写砂轮表面后用表面糙度测量仪测取,已加工表面粗糙度采用东京精密Surfcom 1020C表面粗糙度仪测量。
表1 砂轮修整参数
杯形砂轮修整法
(CT)
旋转金刚石砂
轮修整法(RD)
砂轮
修整器

砂轮速度(m/s)
修整器速度(m/s)
修整进给速度(m/min)
修整切入量(µm/行程)
CB 170 P 180
GC120H75
(D34×H18×T30)
8.37
0.53
0.2
2~10
VN1GP(D8×W17)
SD120M(D70×T1)

10
-10
0.3
5~0
各种因素对磨削过程的影响通过对已加工表面粗糙度Rz(µm)、砂轮磨损值(砂轮半径减小量)Wr(µm)和单位磨削宽度的法向磨削力fn(N/mm)随磨粒累积切削长度Ic(m)的变化进行分析和比较。在砂轮一转中磨粒的切削弧长(砂轮与工件的接触弧长)Ig(mm)和磨粒累积切削长度Ic(m)由式(1)、(2)求得。式中:D——砂轮直径,mm
ap——磨削深度,mm
v——磨削进给速度,m/min
L——工件磨削长度,mm
n——砂轮转速,r/min

2 实验结果分析

    Ig=(D×ap)½ (1)
    Ic=L×(n/v)×Ig×10-6 (2)
  1. 砂轮修整方法的影响
    不同砂轮修整方法修整的砂轮磨削实验结果见图1。由图可见,相同磨削条件下旋转金刚石砂轮修整法(RD)与GC(SiC)杯形砂轮修整法(CT)相比较,RD法的已加工表面粗糙度值明显减小,但随磨粒累积切削长度Ic的 增大而增大,磨削力值增大,砂轮磨损值略微减小。RD法已加工表面粗糙度值随磨粒累积切削长度快速增大和磨削力随磨粒累积切削长度快速减小对小直径CBN 砂轮磨削过程的稳定性产生不利影响。经过对小直径CBN砂轮修整过程的观察分析,由于RD法修整器为旋转金刚石砂轮,在砂轮修整过程中金刚石磨粒既去除了 CBN砂轮的接合剂使磨粒切削刃突出,也会切削CBN磨粒的棱角产生平面或使CBN磨粒破碎,同时金刚石磨粒对CBN磨粒的修整作用力对较突出的CBN磨 粒周围的接合剂有一定程度的损伤,削弱了CBN磨粒的保持力。而CT法采用磨粒硬度比CBN磨粒软的SiC砂轮,修整过程用游离SiC磨粒对CBN砂轮表 面进行梳理去除比它软的CBN砂轮的接合剂,对比它硬的CBN磨粒只起修锐作用,小直径CBN砂轮采用CT修整法可以得到良好的砂轮磨粒状态,磨削过程比 较稳定。所以小直径CBN砂轮采用杯形砂轮修整法(CT)修整较好,以后的实验中均采用CT法修整。

图1 砂轮修正方法影响

图2 砂轮接合剂的影响
  • 砂轮接合剂的影响
    由 于CBN砂轮的接合剂各有特点,如金属接合剂砂轮具有较大的磨粒保持力,树脂接合剂砂轮的接合剂材料可以产生微弱的弹性变形、增大磨削过程中砂轮与工件的 接触弧长,而陶瓷接合剂砂轮具有气孔结构磨粒切削刃锋锐且便于修整,因此分别选用金属接合剂(M40)、树脂接合剂(BW6)和陶瓷接合剂(VN1)的小 直径CBN砂轮进行实验,结果示于图2。即使在v=0.625m/min,ap=0.02mm的轻磨削条件下,树脂接合剂砂轮和金 属接合剂砂轮都急剧磨损无法继续磨削,只有陶瓷接合剂砂轮的磨损值最小,已加工表面粗糙度值也最小,所以小直径CBN砂轮选用陶瓷接合剂有较好的磨削效 果。但提高陶瓷接合剂小直径CBN砂轮的磨削进给速度,砂轮磨损、已加工表面粗糙度值和磨削力均随之显著增大。
  • 砂轮粒度的影响
    小直径CBN砂轮磨削时砂轮粒度对磨削过程的影响如图3所示。一般磨削过程中选用细磨粒的砂轮可以期待得到较小的已加工表面粗糙度值。但由图可见,对于小直径CBN砂轮的磨削过程则是随砂轮粒度由230#、325#、400#的顺序细化,已加工表面粗糙度和砂轮磨损依此顺序增大,磨削力减小。
    对 以上采用不同的砂轮修整方法修整砂轮、不同接合剂以及不同砂轮粒度的实验结果进行归纳分析,小直径CBN砂轮磨削过程有如下特征。随着磨粒累积切削长度的 增加,已加工表面粗糙度值增大、砂轮磨损值直线增大,但是磨削力保持不变甚至缓慢减小。经过对砂轮表面CBN磨粒状态的追踪观察,发现小直径CBN砂轮在 磨削过程中发生了CBN磨粒的早期脱落,并且CBN磨粒的脱落是一个连续过程,在磨粒突出高度相近的相邻磨粒之间,一个磨粒脱落后下一个磨粒随之脱落,接 着再下一个磨粒脱落,同时突出高度较高的磨粒加入切削,总的使砂轮有效切削磨粒数量减少。因此,伴随砂轮磨粒的脱落砂轮半径持续减小(砂轮磨损增大)、磨 削力不变或减小,已加工表面粗糙度恶化。CBN磨粒的早期脱落使小直径CBN砂轮无法发挥CBN磨粒锋锐、耐磨性好的特长,导致小直径CBN砂轮过早失 效,这正是小直径CBN砂轮平面磨削过程的问题所在。防止和减少小直径CBN砂轮磨粒的脱落是提高其磨削性能的有效措施。
    根据以上分 析,可以解释陶瓷接合剂砂轮有较好磨削效果是因为其具有气孔结构、接合剂耐热性和强度较高,对CBN磨粒有较大的把持力。小直径CBN砂轮磨削时细粒度砂 轮的已加工表面粗糙度反而增大的原因是由于砂轮的脱落型磨损,砂轮磨粒变细,单个磨粒与接合剂的联接面积减小,磨粒的被保持力减小,磨粒脱落加剧,所以小 直径CBN砂轮不宜于选择比230#细的粒度。
  • 砂轮硬度的影响
    为 了抑制小直径CBN砂轮磨粒的脱落,选择硬度以0、P、R顺次提高的小直径CBN砂轮,实验结果示于图4。由图可见,砂轮磨损顺次减小、磨削力顺次增大, 硬度增大到R时已加工表面粗糙度明显减小并且比较稳定。从已加工表面粗糙度、砂轮磨损和磨削力随磨粒累积切削长度的变化特征可以认为,在小直径CBN砂轮 硬度达到R时仍然存在磨粒脱落,但已向砂轮正常磨损状态过渡。所以选用新的接合剂配方改进小直径砂轮制造工艺,以提高磨粒的保持力减少磨粒脱落是小直径 CBN砂轮要素参数设计的方向。

  • 图3 砂轮粒度的影响

    图4 砂轮硬度的影响剂的影响

    图5 砂轮磨粒密度的影响剂的影响

    图6 砂轮要素参数设计改进效果剂的影响
  • 砂轮磨粒密度的影响
    砂 轮磨粒密度对磨削过程的影响结果如图5所示,磨削进给速度不同时磨粒密度对磨削效果有不同的影响,在v=0.625m/min的低速进给、砂轮密度在 150%时有最佳的磨削效果,而在较高进给速度v=2.5m/min时以高密度为好。砂轮密度对磨粒保持力有一定的影响,对磨削过程的影响表现为,低密度 可以获得锋利的磨粒切削刃,而高密度可以减缓砂轮磨损,较低磨削进给速度时,单个磨粒切削深度小,磨粒较少脱落,砂轮在接近正常状态下磨削,密度150% 时磨粒达到了最佳的切削状态,磨削进给速度提高则砂轮单个磨粒切削深度增大,磨粒容易发生脱落,砂轮磨粒高密度有利。
  • 小直径CBN砂轮要素参数设计改进效果
    按以上实验确定的小直径CBN砂轮要素参参数选择原则,即选用高强度陶瓷接合剂、粒度大于230#、高硬度和高密度的砂轮要素参数进行磨削实验,结果示于图6。可见磨削表面粗糙度稳定在Rz5µm以下,且几乎不随磨粒累积切削长度的增大而增大,砂轮磨损缓慢增大,磨削力平缓减小,说明磨削时磨粒的脱落得到了相当程度的抑制,砂轮在接近于正常磨损的状态下磨削,达到了较好的磨削效果。
本文作者:汕头大学 阎秋生
日本东北大学 田中宪司 庄司克雄

原载:《制造技术与机床》1999年第9期
BW碧威股份有限公司針對客戶端改善切削方式、提供專業切削CNC數控刀具專業能力、製造客戶需求如:Cutting tool、切削刀具、HSS Cutting toolCarbide end millsCarbide cutting toolNAS Cutting toolCarbide end millAerospace cutting toolCarbide drillHigh speed steelMilling cutterCore drill、鎢鋼銑刀、航太刀具、鎢鋼鑽頭、高速剛、鉸刀、中心鑽頭、Taperd end mills、斜度銑刀、Metric end mills、公制銑刀、Miniature end mills、微小徑銑刀、鎢鋼切削刀具、Pilot reamer、領先鉸刀、Electronics cutter、電子用切削刀具、Step drill、階梯鑽頭、Metal cutting saw、金屬圓鋸片、Double margin drill、領先階梯鑽頭、Gun barrelAngle milling cutter、角度銑刀、Carbide burrs、滾磨刀、Carbide tipped cutter、銲刃刀具、Chamfering tool、倒角銑刀、IC card engraving cutterIC晶片卡刀、Side cutter、側銑刀、NAS toolDIN tool、德國規範切削刀具、Special tool、特殊刀具、Metal slitting sawsShell end mills、滾筒銑刀、Side and face milling cuttersSide chip clearance saws、交叉齒側銑刀、Long end mills、長刃銑刀、Stub roughing end mills、粗齒銑刀、Dovetail milling cutters、鳩尾刀具、Carbide slot drillsCarbide torus cutters、鎢鋼圓鼻銑刀、Angeled carbide end mills、角度鎢鋼銑刀、Carbide torus cutters、短刃平銑刀、Carbide ball-noseed slot drills、鎢鋼球頭銑刀、Mould cutter、模具用刀具、BW微型渦流管槍、Tool manufacturer、刀具製造商等相關切削刀具、以服務客戶改善工廠加工條件、爭加競爭力。歡迎尋購~~~碧威股份有限公司www.tool-tool.com

beeway 發表在 痞客邦 留言(0) 人氣()

Bewise Inc. www.tool-tool.com

Reference source from the internet.
以前,涡轮叶片要依次在7台机床上才能磨削加工好,而如今却可以只在一台磨削加工单元上,通过一次装夹就能加工好。这样一来,调整时间和生产运行时间可以降低一半以上,磨削成本可以降低1/3。

国际竞争能力

在慕尼黑,我们开发、生产和维护传动机构和传动机构的元部件。这些传动机构和部件是用于飞机和固定式燃气轮机上的。从1991年以来,我们便利用高度自动化的、计算机控制的磨削单元进行涡轮运行叶片(工作叶片)的磨削加工(图1)。
尽管在应用和管理这种复杂的机床方面存在某些问题,但依然可以实现重要的技术和经济目标。因此,它为在国际范围内提高竞争能力起到根本性的作用。
1987年,我们的生产领导决定,从Blohm有限公司购买3台高度自动化的磨床,用于加工涡轮动叶片和定叶片(导向叶片)。决定进行如此巨大投资的理由如下:
人 们预测在这方面的需求会不断增长,此外来自国际性竞争的压力也不断增加;力求实现质量改进(降低废品和修补加工);国际竞争对手采用了类似的机床(如美国 的Pratt & Whitney公司以及英国的Rolls Royce有限公司等);制造行业中普遍采用高度自动化制造设备(CIM)的趋势。
图1 计算机控制的磨削单元
最早的两台磨削单元于1991年和1992年开始用于涡轮动叶片加工。由于技术问题和用户暂时减少,第三台磨削单元直到1997年才投入使用。其加工类似于单元1和2,(与计划相反)在技术上不能实现导向叶片磨削后,同样是加工动叶片。

a.铸件块涡轮叶片 b.工件夹具 c.内部搬运设备 d.外部搬运设备 e.移动台 f.调整块 g.上料位置
图2 多位测量设备

图3 装夹浇铸的叶片

磨削单元的结构

“磨 削单元”的概念以及它与传统磨床之间的界线,通过查看基本的设备元部件可以一目了然:它使用两个双主轴磨床GC2000,每个磨削头可以最多配装三个砂轮 (Elbe有限公司、Tyrolit有限公司制造),每台机床可以数字控制16个坐标轴(其中4个是刀架坐标和磨削头坐标,4个是使砂轮成形的砂轮修整设 备的坐标,4个是两个分度头的回转坐标,另外4个是跟踪冷却液喷嘴的直线坐标)。在磨削单元中还集成装入了多位测量设备,最多可有60个测量值以及测量过 程。它们带有测量结果的反馈和CNC坐标轴的自动修正(图2),另外还配装用于识别工件的光学读数系统。磨削单元中还配有一个清洗和干燥站,用于在测量循 环之前对工件进行清洁处理。由一个龙门式机器人(带有4个控制轴)将工件在各个站之间传送。由一个单元计算机控制各个元部件之间的流程。
所有的测量值和过程数据均被发送到一个上级单元主控计算机上。在此进行进一步的数据处理和归档。整个加工过程,可以在操纵台上观察和监控。

采用的技术

在 开始磨削加工之前,要将每个涡轮叶片铸成一个长方、六面体形状的块件(见图3),这种铸件没有什么独特之处,只是要求满足磨削单元的加工需要,以便工业机 器人能够搬运这种几何形状非常复杂的工件,且能承受在磨削加工过程中产生的巨大作用力。此外,由于只用4种不同尺寸的铸件,因此可以大大降低所需夹紧装置 类型。紧接着铸件块被配上一个条码,从而在磨削单元中可以识别构件。在此期间,激光标签将被一种简单的、可在现场压紧的粘贴剂粘接上。
使用带有连续修整的深度磨削技术。砂轮是用金刚石滚轮(Winter&Sohn)连续修整的;坐标轴可根据磨损量进行调整。对于常用的镍基材料的涡轮叶片,利用这种方法,可以取得很高的切削率(图4)。

图4 一次装夹磨削复杂的涡轮叶片(位置5-7),以及在涡轮基座上测量下:通过过程控制器监控测量值(多位 ○)

X和Z坐标轴 ZD包带侧 ZF基座带侧 Z坐标轴

然而,只有用加工参数、砂轮和金刚石滚轮等的最佳配合,才能缩短加工时间、延长刀具使用寿命以及有良好的加工质量。在用几个产品解决最初的问题后,可以达到令人相当满意的状况。
夹紧装置装在一个数控双回转台上。由它将工件从上料位置转移到加工位置。在各个磨削过程之间,工件自动调换夹紧,如果一次装夹不能完成成套加工的话。
砂轮在自动交换后在机床上预成形,并进行平衡。由主计算机控制对交换库进行管理。并在砂轮交换过程中和交换之后,进行必要的安全性及其流程方面的各种无干扰的操作。
磨削加工后,对铸件块进行加热,工件上不必要的部分将被“熔化”掉,接着,清洁工件并用昂贵的分析方法(AAS原子吸收测试法)分析铸件块合金中的残留物。即使极少量的残留物,也可能引发涡轮叶片的迅速掉落现象。

经验和成果

磨削单元的应用,导致了引人注目的改进和合理化工作。确切地说,利用磨削单元,可以降低大约35%的磨削成本。一个操作员便可从操纵台上监控设备的运行过程。
然而,如果没有在最近几年中不断进行的优化和改进工作,这种高度自动化、复杂的设备便不可能取得如今这样的成就。
1997 年的磨削单元,其安装和调试时间与1991年的第一台磨削单元相比,从24个星期缩短到了9个星期。通过合理地改变机床外围设备的护板,可以将有些零部件 的维护和保养周期延长80%左右。此外,机床的利用率也从75%提高到92%(一个星期工作6天,每天3班制)。
除了缩短加工时间外, 还可将7台磨床减少至一台磨削单元,生产中,进一步起到了合理化的作用。这样,利用一台磨削单元,便可以将工件完全加工好。以此,还降低了连续加工时间, 缩短了加工过程中工件运输的路径并减少了车间占地面积。由于减少了加工过程中更换工件夹紧的次数以及用CNC轴管理在线测量,可以大大优化加工质量,从而 大大减少废品和额外费用,并将cpk数值优化至1.5A~4.0。
表1 普通磨削和磨削单元的基本差异
标准 磨削单元 普通磨床
机床数量 1 7
技术可利用率(%) 92 94
生产率(件/月) 4500~6000 5000
占地面积(m2) 200 300
加工过程中工件运输的路径(m) 350 750
批量大小(件) 400 400
熟悉时间(天) 9 20
调整时间(min) 90 200
磨削成本(德国马克/件)* 100 150
投资成本(德国马克)* 100 40
维修保养成本(德国马克/h)* 100 140
劣质品(DPM)* 60 100
过程可靠性(cpk) 1.5~4.0 1.3~2.0
人员使用 (三班制)*(工人) 50 100
* 显示的数值, 不是对可能的绝对成本的结论性数据
当 然,磨削单元也存在一定的问题。例如,它要求较高的批量,以便能够进行经济实惠的加工制造(批量大小大约为400件)。另外,它无法躲避干扰。由于磨削单 元固有的复杂性,要在较短时间内更换工件类型是不可能的。它要求较高的设备成本。另外铸造技术也在不断发展,即越来越多地取消了涡轮叶片加工,因为已经可 以进行定尺寸铸造,所以磨削单元应用场合可能会不断减少。经济应用的关键界限大约为4个加工工序,因为不能不超出一个已知的“基本加工时间”。
最后,这种设备不能集成到独立制造岛中。问题还在于面向流程的团队工作方式。另外,它还需要很高的投资总额和相应的资本。
磨削加工单元与传统磨床相比,所具备的基本差异见表1。

制造岛加工的趋势

磨削单元的利用,使我们位于慕尼黑的涡轮叶片加工有了强大的国际竞争能力。但是,其优点只有在较长的运行阶段并通过操作人员的改善之后才能充分体现出来。
将 来在磨削领域中的投资,要求充分考虑所要求的柔性、车间组织的变化(团队工作,制造岛制作)、不断进步的铸造技术(通过定尺寸铸造而取消磨削加工)以及采 用其它方式时较少的投资资金等而进行。第一个方式是制造岛式布置,其中包括小型、投入资金不多的磨床。这种磨床需要较少的操作工人。
本文作者:(德)Hermann Linseisen 罗冬梅(译) 沈福金(校)
原载:《制造技术与机床》1999年第10期
BW碧威股份有限公司針對客戶端改善切削方式、提供專業切削CNC數控刀具專業能力、製造客戶需求如:Cutting tool、切削刀具、HSS Cutting toolCarbide end millsCarbide cutting toolNAS Cutting toolCarbide end millAerospace cutting toolCarbide drillHigh speed steelMilling cutterCore drill、鎢鋼銑刀、航太刀具、鎢鋼鑽頭、高速剛、鉸刀、中心鑽頭、Taperd end mills、斜度銑刀、Metric end mills、公制銑刀、Miniature end mills、微小徑銑刀、鎢鋼切削刀具、Pilot reamer、領先鉸刀、Electronics cutter、電子用切削刀具、Step drill、階梯鑽頭、Metal cutting saw、金屬圓鋸片、Double margin drill、領先階梯鑽頭、Gun barrelAngle milling cutter、角度銑刀、Carbide burrs、滾磨刀、Carbide tipped cutter、銲刃刀具、Chamfering tool、倒角銑刀、IC card engraving cutterIC晶片卡刀、Side cutter、側銑刀、NAS toolDIN tool、德國規範切削刀具、Special tool、特殊刀具、Metal slitting sawsShell end mills、滾筒銑刀、Side and face milling cuttersSide chip clearance saws、交叉齒側銑刀、Long end mills、長刃銑刀、Stub roughing end mills、粗齒銑刀、Dovetail milling cutters、鳩尾刀具、Carbide slot drillsCarbide torus cutters、鎢鋼圓鼻銑刀、Angeled carbide end mills、角度鎢鋼銑刀、Carbide torus cutters、短刃平銑刀、Carbide ball-noseed slot drills、鎢鋼球頭銑刀、Mould cutter、模具用刀具、BW微型渦流管槍、Tool manufacturer、刀具製造商等相關切削刀具、以服務客戶改善工廠加工條件、爭加競爭力。歡迎尋購~~~碧威股份有限公司www.tool-tool.com

beeway 發表在 痞客邦 留言(0) 人氣()

Bewise Inc. www.tool-tool.com

Reference source from the internet.
用再结晶玻璃作为合成粘结剂可确保结构的一致性
最近开发的,用于氧化铝陶瓷砂轮的合成粘结剂,因结合剂用量少,而提高了砂轮的多孔性。该合成物的组成成分保证了结构的一致性和硬度。在应用时,特别是用在缓进给强力磨削渐开线齿形时,它具有较高的材料磨除率,进而缩短了加工时间。
在当前的齿轮磨削中,仍在使用由普通磨料,如标准磨料和二氧化铝陶瓷制成的削生产率已经大大提高。烧结陶瓷和单晶二氧化铝、合成粘结剂以及新的磨削技术的发展,对这种进步做出了贡献。
在最近10来年的时间里,人们越来越多地采用缓进给强力磨削方式加工渐开线齿形。与迄今常用的往复式磨削工艺相比,砂轮的接触面积要大得多,因此,所用砂轮必须能够承受较高的压力。只有在单个磨粒上施以足够高的压力时,磨粒才可能自锐。

A.高孔隙结构 B.正常结构(40%孔隙,40%磨粒,20%粘结剂) C.硬结构
图1可能的磨粒、粘结剂和孔隙组合示意图

图2冷却时的晶体
表1磨削加工轿车齿轮箱齿轮(左)以及轧辊的驱动小齿轮(右)
机床 Reishauer 352 A Reishauer 362 A
模数(mn) 2 5
齿宽 b 16.25 mm 86 mm
螺旋角 β 32°57′15″ 10°
质量DIN 3863 3 3
磨削时间(每件) 42 s 7 min 35 s
磨削蜗杆 93S120 J18 93S120 J18
齿数 35 67
压力角 16° 20°
齿侧面允差 0.2 mm 0.3 mm
金属去除率 85 mm3/min 67 mm3/min

磨料、孔隙和粘结剂的作用

在 使用玻璃粘结剂的砂轮时,对特定不同的用途,磨料、孔隙以及粘结剂的正确组合,基本上能获得满意效果(图1)。但在选择磨料粒度时,必须使各种彼此矛盾的 特性趋于和谐。例如:二氧化铝陶瓷需要对单个磨粒施加很高压力,才能实现自锐,但这只发生在较高材料去除率的情况下。在精磨过程中,压力往往不足,从而使 磨粒变钝,接下来便导致烧伤。为此,人们往往选用含有10%~30%二氧化铝陶瓷的砂轮磨削齿轮。对普通二氧化铝磨料,应进行有效平衡,不同类型的二氧化 铝的分裂性能也不一样,特别是影响砂轮的自锐性。制造商已经开发了高孔隙砂轮,能够承受作用于单个磨粒上的高的压力。由于这些磨粒彼此相隔较远,因此在磨 削过程中,作用在单位面积上的压力Fd,只影响不多的几个磨粒,从而可以确保单个磨粒的自锐。
粘结剂将砂粒连结 成一体,这样会因摩擦作用而产生不必要的热,因此制造商设法将粘结剂的比例控制在最低限度上。但同时,必须可靠地保证磨粒粘合力、总体耐用度以及砂轮抗断 裂能力等。用于晶体和烧结刚玉砂轮的陶瓷粘结剂主要由黏土、高岭土、长石以及玻璃等原料组成。磨削性能可能有选择地受这些组成成分的影响。黏土会增大阻尼 特性,而玻璃则会提高断裂性。由于用天然的原料不可能保证质量的一致性,因此用这种方式制成的砂轮的特性可能会在某些方面出现差异。

质量一致的玻璃粘结剂

为 消除这些不利因素,WST Winterthur磨削技术股份公司开发了一种合成粘结系统。它带有再结晶玻璃碎片。这是在冷却阶段的低温下形成的,使“晶体链”增加,这些晶体链,象 “晶格作业”一样,赋予粘结剂以超出常规粘结剂的强度(图2)。总的合成成分可以确保始终一致的结构和硬度。采用该结合比例,磨削齿轮用的砂轮中,粘结剂 的比例可以减少10%,孔隙可以增多10%,同时不会降低砂轮的耐用度。因此,降低了磨削过程中温升,减少了烧伤的危险并提高了材料的去除率。
表1 中(左)所示,是采用玻璃粘结剂的砂轮磨削齿轮时的加工性能数据以及生产时间等情况。这些齿轮通常是大批量生产的,因此保证较高的材料去除率显得尤为重 要,这样可最大限度地缩短加工时间。表1(右)所示是高成本驱动小齿轮的加工实例。在此,与以前所用砂轮相比,玻璃粘结砂轮可提供更高的磨除率,这就进一 步降低了加工时间。两个实例表明,由于对粘结剂进行的选择性的改善,从而使由标准磨料和二氧化铝陶瓷制成的砂轮使用起来比较经济,而且在将来也还会继续如 此。
本文作者:Walter Graf 罗冬梅(译) 杨春林(校)
原载:《制造技术与机床》1999年第10期
BW碧威股份有限公司針對客戶端改善切削方式、提供專業切削CNC數控刀具專業能力、製造客戶需求如:Cutting tool、切削刀具、HSS Cutting toolCarbide end millsCarbide cutting toolNAS Cutting toolCarbide end millAerospace cutting toolCarbide drillHigh speed steelMilling cutterCore drill、鎢鋼銑刀、航太刀具、鎢鋼鑽頭、高速剛、鉸刀、中心鑽頭、Taperd end mills、斜度銑刀、Metric end mills、公制銑刀、Miniature end mills、微小徑銑刀、鎢鋼切削刀具、Pilot reamer、領先鉸刀、Electronics cutter、電子用切削刀具、Step drill、階梯鑽頭、Metal cutting saw、金屬圓鋸片、Double margin drill、領先階梯鑽頭、Gun barrelAngle milling cutter、角度銑刀、Carbide burrs、滾磨刀、Carbide tipped cutter、銲刃刀具、Chamfering tool、倒角銑刀、IC card engraving cutterIC晶片卡刀、Side cutter、側銑刀、NAS toolDIN tool、德國規範切削刀具、Special tool、特殊刀具、Metal slitting sawsShell end mills、滾筒銑刀、Side and face milling cuttersSide chip clearance saws、交叉齒側銑刀、Long end mills、長刃銑刀、Stub roughing end mills、粗齒銑刀、Dovetail milling cutters、鳩尾刀具、Carbide slot drillsCarbide torus cutters、鎢鋼圓鼻銑刀、Angeled carbide end mills、角度鎢鋼銑刀、Carbide torus cutters、短刃平銑刀、Carbide ball-noseed slot drills、鎢鋼球頭銑刀、Mould cutter、模具用刀具、BW微型渦流管槍、Tool manufacturer、刀具製造商等相關切削刀具、以服務客戶改善工廠加工條件、爭加競爭力。歡迎尋購~~~碧威股份有限公司www.tool-tool.com

beeway 發表在 痞客邦 留言(0) 人氣()

Bewise Inc. www.tool-tool.com

Reference source from the internet.
摘要:提出一种采用新结构的免修整型柔性砂轮。采用气囊式内胎结构:减少磨削中振动影响;控制砂轮表面砂带的张紧力;方便于现场更换砂带。采用连续式弹簧环结构:提高砂轮精度;减少砂轮速度变化对弹簧环精度的影响。

图1 孔洞型柔性砂轮结构

图2 免修整型柔性砂轮结构

随 着现代技术的高速发展,对各种磨削零件精度要求越来越高。磨削加工过程中的振动是影响磨削精度的主要因素之一。对于磨削中振动影响的研究,在一些文献中已 经作了比较详细的叙述。为了克服砂轮振动带来的影响,有的文献提出了一种孔洞型柔性砂轮(图1)的设计方法。采用轴对称设计,消除轴非对称带来的振动;采 用柔性结构满足精密磨削的要求。但孔洞柔性的制造比较困难,而且孔洞结构使砂轮的刚度呈多次曲线分布。本文提出一种结构简单,采用特殊砂带作为磨削工具、 同时具备柔性砂轮的消振性能的新型砂轮。

1 柔性砂轮的结构

新型砂轮由砂轮本体、气囊式内胎、气阀、弹簧环、橡胶环及砂带所构成。其结构如图2所示。
工作原理:(1)根据磨削材料要求选择砂带的型号(粒度、结合剂、带基结构等);(2)在气囊放气状态下安装砂带;(3)选择需要的气压对砂轮气囊进行充气;(4)通过螺钉紧固砂轮本体的两面,使弹簧环处于固定状态;(5)对砂轮进行精动平衡;(6)进行磨削加工。
调节气囊的压力可以控制砂轮圆周砂带的张紧度;选择不同硬度的橡胶环可以控制砂轮的刚度。

图3 连续式弹簧环结构

2 弹簧环变形原理

由图2砂轮的结构可以看出:砂轮外周砂带的张紧力是通过弹簧环的变形进行控制的。弹簧环变形量大小影响砂轮的磨削性能及加工效率。为了达到方便更换砂带,同时有效控制砂带的张紧力的要求,需要对弹簧环的变形量进行设计。
图3为弹簧环变形原理。采用这种连续式弹簧环结构,由某文献的M计算式可得到每个弹簧环块的弯曲变形量d1
M=K· 2½E·B·t2.5 d1

9pr0.5
(1)


图4 连续式弹簧环的变形量曲线

图5 充气压力对圆周误差的影响

图6 弹簧环的圆周误差

图7 弹簧的重复精度

图8 转速变化对圆周精度的影响
式中:M——扭矩,N·mm
E——弹性模量
B——环宽度,mm
t——环内壁厚,mm
K——约束系数
d——环孔半径,mm
每个弹簧环块的拉伸变形量d2
d2= T·l

A·E
(2)
式中:T——等效拉力,N
A——环截面积,mm2
l——等效长度,mm
当弹簧环材料采用铍铜合金;气囊压力P=3.5kPa;约束系数K=3;等效长度l=3mm时:得到d1=0.016mm,d2=0.0001mm。这时整个弹簧环半径方向上的变形量dR=0.24mm。
图4为实验中测得弹簧环的变形量曲线。从图中可以看出:充气后弹簧环半径方向上的实测平均变形量和理论计算变形量相接近;充气后弹簧环的圆周误差大大减小。

3 弹簧环的精度分析

为了得到最佳的工作参数,研究气囊工作压力变化对弹簧环圆周误差的影响。在P=2.5~8.5kPa范围内对砂轮进行实验,得到压力变化对弹簧环误差的影响曲线如图5所示。
从图中可以得出:P=3.5kPa附近弹簧环误差最小,因此选择P=3.5kPa作为砂轮的工作压力。
取工作压力P=3.5kPa;调节砂轮中的弹簧环和气囊处于最佳位置,测得弹簧环圆周的误差曲线如图6所示。取工作压力P=3.5kPa;采用充气—放气—再充气方式研究砂轮的重复精度。图7为经过3次实验测得弹簧环的重复精度曲线。

4 砂轮的动态精度

采用连续式弹簧环结构,减少由于转速变化对砂轮圆周误差的影响。图8为采用连续式和切断式结构,转速变化对砂轮圆周精度影响的曲线。
在 弹簧环上胶接50号的橡胶环,采用280号氧化铝杯状砂轮对其进行一次性修形,测得橡胶环圆周曲面误差如图9所示。从图中可以得出:修形后砂轮橡胶环上的 最大圆误差值<20µm。将金属型砂带装到修形后砂轮橡胶环上,取工作压力P=3.5kPa,测得砂带圆周曲面误差如图10所示。从图中可以得出:修形后 砂轮砂带上的最大圆周误差为50µm。砂带带基原始精度和安装参数将直接影响砂轮的圆周精度。

5 结论

研究表明:所设计的气囊式内胎连续弹簧环结构免修整型砂轮,实现了柔性砂轮的基本性能和免修整砂轮的特点。分析实验结果可得出:
  1. 选择适当的气囊压力可以使砂轮得到较高的圆周精度。
  2. 气囊和弹簧环的制造精度及安装位置影响砂轮的圆周精度。
  3. 连续式弹簧环结构减少由速度变化引起的砂轮圆周误差。
  4. 砂轮的基体(橡胶环)上的圆周精度<20µm,达到设计要求。


图9 橡胶环的圆周精度

图10 砂轮砂带的圆周精度

相关阅读

本文作者:重庆大学 郭隐彪 杨继东 梁锡昌
日本东北大学部 庄司克雄

原载:《制造技术与机床》1999年第12期

BW碧威股份有限公司針對客戶端改善切削方式、提供專業切削CNC數控刀具專業能力、製造客戶需求如:Cutting tool、切削刀具、HSS Cutting toolCarbide end millsCarbide cutting toolNAS Cutting toolCarbide end millAerospace cutting toolCarbide drillHigh speed steelMilling cutterCore drill、鎢鋼銑刀、航太刀具、鎢鋼鑽頭、高速剛、鉸刀、中心鑽頭、Taperd end mills、斜度銑刀、Metric end mills、公制銑刀、Miniature end mills、微小徑銑刀、鎢鋼切削刀具、Pilot reamer、領先鉸刀、Electronics cutter、電子用切削刀具、Step drill、階梯鑽頭、Metal cutting saw、金屬圓鋸片、Double margin drill、領先階梯鑽頭、Gun barrelAngle milling cutter、角度銑刀、Carbide burrs、滾磨刀、Carbide tipped cutter、銲刃刀具、Chamfering tool、倒角銑刀、IC card engraving cutterIC晶片卡刀、Side cutter、側銑刀、NAS toolDIN tool、德國規範切削刀具、Special tool、特殊刀具、Metal slitting sawsShell end mills、滾筒銑刀、Side and face milling cuttersSide chip clearance saws、交叉齒側銑刀、Long end mills、長刃銑刀、Stub roughing end mills、粗齒銑刀、Dovetail milling cutters、鳩尾刀具、Carbide slot drillsCarbide torus cutters、鎢鋼圓鼻銑刀、Angeled carbide end mills、角度鎢鋼銑刀、Carbide torus cutters、短刃平銑刀、Carbide ball-noseed slot drills、鎢鋼球頭銑刀、Mould cutter、模具用刀具、BW微型渦流管槍、Tool manufacturer、刀具製造商等相關切削刀具、以服務客戶改善工廠加工條件、爭加競爭力。歡迎尋購~~~碧威股份有限公司www.tool-tool.com

beeway 發表在 痞客邦 留言(0) 人氣()

Bewise Inc. www.tool-tool.com

Reference source from the internet.
摘要:在数控内圆磨床上装上一套反靠模装置,通过该机床的自磨,便可得到一系列不同轮廓曲线的仿形凸轮,再将这些仿形凸轮装到工件主轴上,又可以磨削出不同的高精度非圆内型曲面的零件。通过加工实践,得到了较好的效果。

我们为汽车行业设计并研制成功了两台数控仿形椭圆磨床。该机床主要用于汽车转向泵定子类零件、工业叶片泵定子类零件及其它非圆内型曲面零件的多品种、中大批量的磨削加工,并可通过反靠模装置自磨出各种仿形凸轮。

图1

1 工作原理

在 数控内圆磨床上需加工图1定子零件的内型曲面,一种最便捷、最奏效的方法就是利用仿形凸轮的回转运动来生成其曲线轨迹。图2即是通过仿形凸轮加工定子零件 的关系图。从图中可以看到,有了不同的仿形凸轮,就可以磨削加工不同定子零件的内型面。因此,在机床上自磨加工仿形凸轮成了设计的关键。我们在设计机床时 根据图2原理,设计了一套反靠模装置,将其装到数控内圆磨床上,通过不同的母样件便可在机床上自磨形成一系列仿形凸轮,这样解决了无反靠模装置而造成开发 新品零件困难的状况。实际工作中我们自磨了两种不同曲线的凸轮,供用户厂家使用,使用效果比较理想。
下面介绍一下仿形凸轮成型的工作原理(图3)。

1.靠轮2 2.砂轮2 3.摆动支点 4.摆体 5.仿形凸轮 6.定位销孔 7.弹簧 8.被加工零件
图2

1.凸轮毛坯 2.端面压紧螺钉 3.母样件 4.砂轮1 5.靠轮1
图3
首 先将母样件通过两个定位销定位在支承盘上,并用螺钉进行端面紧固,支承盘及仿形凸轮的毛坯通过键与工件主轴相连,使之成为一体,将靠轮1放入母样件的内型 面中,靠轮1是固定不动的,由车头箱体内设的弹簧使母样件内型面紧贴在靠轮1上。工件主轴装在一摆体内,既作回转运动又作摆动运动。当工件主轴低速回转 时,便按母样件内孔椭圆长短轴的半径差值来回摆移,这时再使砂轮作.轴方向的进给运动,反复磨削,直至凸轮毛坯全部磨出为止,即成了所需要的仿形凸轮。

2 靠轮与砂轮之间的关系

在 新品定子零件的开发过程中,都应满足“先从母样件——到仿形凸轮——再到定子零件的批量加工”这一关系。在这一关系中,靠轮1、砂轮1、靠轮2、砂轮2四 者之间的关系很重要,无论定子零件非圆内型曲面尺寸如何变化,曲率半径大小如何,只要满足下列关系,就可以达到要求。即
D砂1=D轮2 D轮1=D砂2
从图2、图3中也可清楚地看出这一关系。

3 仿形凸轮的磨削精度

仿 形凸轮的加工精度直接影响定子零件的磨削质量。仿形凸轮的精度主要是指:凸轮表面的粗糙度;凸轮轮廓曲线相对于其回转中心的位置偏差;凸轮本身的轮廓度误 差。我们在实际工作中发现影响凸轮自磨精度的主要因素是母样本身的精度。如果提供的母样件精度愈高,则自磨出的凸轮精度也就愈好。
如果要获得高精度轮廓的仿形凸轮,可以将机床自磨得到的仿形凸轮,通过放大仪比较,找出劣点,再由高级样板工进行精心修整得到。

4 结束语

在 数控仿形内圆磨床上设置反靠模装置,只要有样件,可简化仿形凸轮的制造(特别是未知曲线的零件),它不必像传统方式那样,先根据曲线数据编程,然后在数控 外圆磨床或坐标磨床上加工出仿形凸轮,再安装到数控仿形内圆磨床上去,这样就能既快又好地开发出更多的新品零件,以满足市场的不同需求。
本文作者:无锡机床股份有限公司 储敏
原载:《制造技术与机床》2001年第1期

BW碧威股份有限公司針對客戶端改善切削方式、提供專業切削CNC數控刀具專業能力、製造客戶需求如:Cutting tool、切削刀具、HSS Cutting toolCarbide end millsCarbide cutting toolNAS Cutting toolCarbide end millAerospace cutting toolCarbide drillHigh speed steelMilling cutterCore drill、鎢鋼銑刀、航太刀具、鎢鋼鑽頭、高速剛、鉸刀、中心鑽頭、Taperd end mills、斜度銑刀、Metric end mills、公制銑刀、Miniature end mills、微小徑銑刀、鎢鋼切削刀具、Pilot reamer、領先鉸刀、Electronics cutter、電子用切削刀具、Step drill、階梯鑽頭、Metal cutting saw、金屬圓鋸片、Double margin drill、領先階梯鑽頭、Gun barrelAngle milling cutter、角度銑刀、Carbide burrs、滾磨刀、Carbide tipped cutter、銲刃刀具、Chamfering tool、倒角銑刀、IC card engraving cutterIC晶片卡刀、Side cutter、側銑刀、NAS toolDIN tool、德國規範切削刀具、Special tool、特殊刀具、Metal slitting sawsShell end mills、滾筒銑刀、Side and face milling cuttersSide chip clearance saws、交叉齒側銑刀、Long end mills、長刃銑刀、Stub roughing end mills、粗齒銑刀、Dovetail milling cutters、鳩尾刀具、Carbide slot drillsCarbide torus cutters、鎢鋼圓鼻銑刀、Angeled carbide end mills、角度鎢鋼銑刀、Carbide torus cutters、短刃平銑刀、Carbide ball-noseed slot drills、鎢鋼球頭銑刀、Mould cutter、模具用刀具、BW微型渦流管槍、Tool manufacturer、刀具製造商等相關切削刀具、以服務客戶改善工廠加工條件、爭加競爭力。歡迎尋購~~~碧威股份有限公司www.tool-tool.com

Bewise Inc. www.tool-tool.com

beeway 發表在 痞客邦 留言(0) 人氣()

Bewise Inc. www.tool-tool.com

Reference source from the internet.
如果你一定要挑选一种制造专长,磨削硬质合金可能不是首选,因为要实现它并不容易。尽管如此,当专业化似乎日益盛行,已经同这种材料打了近40年交道的俄亥俄州北部RPM硬质合金模具公司正处于繁荣兴旺的大好形势。
似乎在今天的制造业界,如果“专长”这个词突然从我们的词汇里消失的话,金属加工企业顾问(和商业杂志编辑)实际上将无法用别的语言表达这个意思。专长是到处受到肯定的。来自各个方面对金属加工业务的告诫指出:为了生存,一定要找到一种专长。
当然,制造专长仅仅是企业在应对国内制造业形势发生变化时寻求成功道路的经营策略之一。但是不管选择何种策略,成功的关键在于其随机应变的贯彻执行。任何策略只有在企业执行后才能得到印证。
在当今寻找专长市场的浩大声势降临金属加工企业之前,RPM硬质合金模具公司找到了它的专长。该企业在1967年就开始了磨削硬质合金的业务。
而 在随后的近40年里,依靠贯彻实施更好的机床技术来获得更高加工精度的工艺知识,这是一种使公司不断提高生产能力并能连续良好运转所 依赖的专长。硬质合金制造专长还已成为公司成功涉足硬车削和铣削钢件、切削难加工航空金属和陶瓷,甚至是切削刀具低温处理等其他专长的平台。

学习新的窍门


尝试新事物的愿望是大多数工厂的标志。在工厂初创阶段,每一笔业务都是新的,需要有敏捷的思维来获取其能盈利的业务流程。
在RPM公司,好奇心是企业文化的一部分。它源自公司的奠基人Walter Metcalfe,而他的儿子Eric(公司总裁)将其发扬光大。
公司在加工硬质合金时辛苦挣得的专门知识引发了向其它难加工材料加工的自然迁移。工具钢、难加工航空材料和陶瓷现在是RPM公司擅长业务的一部分。
“我们多数的操作工宁愿磨削硬质合金而不是磨削钢件,”Eric Metcalfe说。“他们发现硬质合金更容易处理、表面光洁度更好、尺寸更容易掌握、无进给磨削性能更好、它比钢件更可预测。让钢件取消在磨床上的加工是我们转向硬车削的原因。”
为 了公司转到新的制造领域而开发了一种实施模式。“当我们寻求在磨削硬质合金之外扩张生产能力时,”Metcalfe先生说,“我们首先购买能买到的最好的 设备。例子之一是我们转到硬车削加工。我们购买了CNC 车削设备,在较短的熟悉期后,车削部门就能很高效地生产零件。硬车削和其它新工艺的关键是给予员工正确的工具,并让他们去做胜任的工作。”就工具钢车削而 言,RPM公司能加工的硬度达HRC60~70。该公司使用CBN刀片进行所有的硬车削加工。
把使用主流技术作为工艺扩张的基础,这种模式被EDM 部门、硬铣削部门和复合工艺(车铣)部门重复使用。对业务来讲,其结果是一方面提高公司追求更广泛市场的能力,另一方面在更宽范围的工艺范畴里获得牢固的专门知识。
“我们利用磨削硬质合金的核心竞争力并把它成功地推广到其它材料和工艺。这极大地扩张了我们作为一家工厂为现有客户提供更多产品的能力,而且它帮助我们获得新的客户,” Metcalfe先生回忆道。

重新认识老的窍门


象RPM 实施和优化其扩张的生产能力那样,任何业务在增加其能力时一定会执行资源配置。“当我们致力于建立新的部门并使其运作和产出时,”Metcalfe先生 说,“虽然公司对其很少有技术上的注意,作为旗舰的硬质合金磨削部门仍继续做出优异的业绩。我们觉得如果它没有被破坏的话,就不需要去修理。”
公司大多数技术最好的员工正在磨削部门工作,而且虽然他们正在使用最落后的设备(大部分是手动磨床)完成工作任务。在评估新部门的效率之后,主要基于安装了更新的技术,磨削部门现在成了公司里效率最低的部门。
在2000年,RPM公司投资了新的磨削技术。公司购买了一台Studer的CNC磨床,以弥补已经出现在磨削部门的技术差距。同RPM公司使用的手动磨床相比,程序控制的新磨床的轮廓磨削能力在技术上有很大的飞跃。
和其他部门的模式相近,“老手”们很快就认识到新的CNC磨床的优点。他们不可能单单靠老的手动机床就能提高效率和产量,某些早先需要诸如EDM之类后续工序才能实现的操作,在新磨床上就可以做到。
在2001年,公司遇上了近11年以来的首次业务滑坡。“我们减少了雇员并借机重新评估生产效率,”Metcalfe先生说。“当业务良好时,象很多工厂那样,目标是完成工作任务。简直没有时间去考虑效率。”
经济衰退让RPM公司有时间去仔细考虑作为旗舰的磨削工艺。“我们认为我们知道有关磨削硬材料的任何知识,” Metcalfe先生回忆道。“但是从这些磨床上我们看到了新的CNC技术的能力,使得我们认真考虑曾认为懂了的知识。”
在2002年,RPM公司大约花了一百万美元为工厂添置设备。这些设备不仅注重生产能力而且还注重效率。2002年的销售收入比2000年低,但是公司的利润却是增加的。去年我们的产量、资金状况和2000年非常接近,但是雇员要少20%。
“起初,我们着眼于新技术能很快并成功地被使用于已建立的业务领域,”Metcalfe先生说。“例如,我们买了一台新的CNC控制EDM小孔加工器。我们已经有了一台,而增加这第二台使能力翻番,同时只需让一个操作工看管两台机床,所以我们的劳动力增加为零。”

重新认识磨削


一旦工厂采用了CNC 磨削,它好像是回到了磨削学校,不是因为工厂全体人员的知识变得过时了,而是因为从工厂老的手动操作转到新的Studer后,机床和砂轮技术方面的优势会在未来有戏剧性增加。“我们原先认为我们知道关于磨削的一切,”
Metcalfe先生说,“其实我们仍然在学习之中。”
有 了新的磨床技术,轮廓或单点磨削也许成为让RPM公司喜欢的最大优势技术。外圆或内圆的程序仿形能力戏剧性地提高了RPM公司为各个行业制作的复杂模具的 产量。取决于金属切除量的要求,RPM公司有时将组合使用成型砂轮和单点砂轮。“如果我们正要去除许多材料,”Metcalfe先生说,“我们将用成型砂 轮粗加工而用单点砂轮精加工。大余量时采用轮廓磨削则使得节拍时间太长。”
砂轮技术也促进RPM公司磨削硬质合金的生产率和效 率提高。“最近我们开始把树脂结合剂的金刚石和CBN 砂轮换成陶瓷结合剂砂轮,”Metcalfe先生说。“光是这个改变已经将金属切除率提高10倍。对于树脂结合剂砂轮,我们把颗粒度100到120目的砂 轮用于粗加工。对于陶瓷结合剂砂轮,我们用颗粒度150到180目的砂轮进行粗加工,即使是更高的金属切除率,也可得到更好的表面光洁度。陶瓷结合剂比树 脂结合剂粘接金刚石更牢固,而且磨粒和结合剂之间具有更大的缝隙。它相当于单点切削刀具上的容屑空间。我们还认识到陶瓷结合剂砂轮在强力磨削时性能表现最 佳。如果在较低的切削参数下使用陶瓷结合剂砂轮,它的载荷比强力切削时上升更快。我们过去通常留0.001
英寸的精加工余量并由树脂结合剂砂轮无进给磨削。看上去似乎从不能做到彻底的无进给磨削。使用陶瓷结合剂砂轮,你设定0.001英寸的余量,砂轮进给并切掉余量。因为结合剂更硬,用这些砂轮就只需短暂的无进给磨削。”
陶瓷结合剂砂轮的缺点就是价格昂贵。RPM公司最近为新的Studer磨床订购了一套陶瓷结合剂砂轮,包括一个CBN和金刚石粗加工砂轮和一个金刚石精加工砂轮,价格约为14,000美元。但是,公司还没有报废其第一个金刚石砂轮。
“树脂和陶瓷砂轮在车间里都有使用,”Metcalfe先生说。“树脂砂轮可加工出比陶瓷砂轮更象镜面光洁度的零件。实际上树脂砂轮擦亮了硬质合金表面,而我们某些客户指定要抛得很亮的零件。”

那个领头人是你


RPM公司在磨削硬质合金专长上成功的关键是它对提高产品质量和生产效率的追求。即使是同硬质合金和其它硬材料打了40年交道,公司仍然把它自己看作是正在学习如何去磨削。
的专门工艺和磨削硬质合金这样的特别专门的工艺。通过寻求诸如机床供应商和砂轮供应商这样的技术合伙人,RPM公司利用他们的特别专长并成功把那些技术应用到工厂实践中去。
“更高效地为客户制造更好的零件是我们能保持竞争力的根本,” Metcalfe先生说。“我们认为我们并不了解磨削硬质合金技术的每个细节。我们必须寻求良好的技术供应商来教会我们所不懂的地方。”
这是对每个制造商的忠告。
本文作者:Chris Koepfer
原载:《国际金属加工商情》2004年5月号
BW碧威股份有限公司針對客戶端改善切削方式、提供專業切削CNC數控刀具專業能力、製造客戶需求如:Cutting tool、切削刀具、HSS Cutting toolCarbide end millsCarbide cutting toolNAS Cutting toolCarbide end millAerospace cutting toolCarbide drillHigh speed steelMilling cutterCore drill、鎢鋼銑刀、航太刀具、鎢鋼鑽頭、高速剛、鉸刀、中心鑽頭、Taperd end mills、斜度銑刀、Metric end mills、公制銑刀、Miniature end mills、微小徑銑刀、鎢鋼切削刀具、Pilot reamer、領先鉸刀、Electronics cutter、電子用切削刀具、Step drill、階梯鑽頭、Metal cutting saw、金屬圓鋸片、Double margin drill、領先階梯鑽頭、Gun barrelAngle milling cutter、角度銑刀、Carbide burrs、滾磨刀、Carbide tipped cutter、銲刃刀具、Chamfering tool、倒角銑刀、IC card engraving cutterIC晶片卡刀、Side cutter、側銑刀、NAS toolDIN tool、德國規範切削刀具、Special tool、特殊刀具、Metal slitting sawsShell end mills、滾筒銑刀、Side and face milling cuttersSide chip clearance saws、交叉齒側銑刀、Long end mills、長刃銑刀、Stub roughing end mills、粗齒銑刀、Dovetail milling cutters、鳩尾刀具、Carbide slot drillsCarbide torus cutters、鎢鋼圓鼻銑刀、Angeled carbide end mills、角度鎢鋼銑刀、Carbide torus cutters、短刃平銑刀、Carbide ball-noseed slot drills、鎢鋼球頭銑刀、Mould cutter、模具用刀具、BW微型渦流管槍、Tool manufacturer、刀具製造商等相關切削刀具、以服務客戶改善工廠加工條件、爭加競爭力。歡迎尋購~~~碧威股份有限公司www.tool-tool.com

beeway 發表在 痞客邦 留言(0) 人氣()