磨削加工和先進(jìn)工藝
一 磨削加工的基礎(chǔ)知識(shí)
近幾年來(lái)饼痘,磨床加工有很大的發(fā)展,已廣泛地應(yīng)用于機(jī)械加工行業(yè)车管,磨削的機(jī)械零件有很高的精度和很細(xì)的表面粗糙度全僧。隨著機(jī)制造的精度提高,一個(gè)國(guó)家的磨削工藝水平还桶,往往地反映了國(guó)家機(jī)械制造的水平公杰。我國(guó)制造的著名磨床有“MG1432A型高精度萬(wàn)能外圓磨床,MG7132型高精度平面磨床苛瞬,MS1312型高速外圓磨磨床许起,S7450型大螺紋磨床,MK8532型數(shù)控凸輪磨床等肛冶。磨床除能磨削外圓街氢,內(nèi)圓,平面睦袖、成型面外珊肃,還能磨削螺紋、齒輪馅笙、刀具伦乔、模具等復(fù)雜零件表面加工。
磨床—磨床在磨削工件時(shí),按加工要求不同烈和,工作臺(tái)縱向運(yùn)動(dòng)的速度必須可以調(diào)整爱只,能實(shí)現(xiàn)無(wú)極變速,并在換向時(shí)有一定的精度要求招刹,磨床要具備這些條件恬试,磨床的縱向往復(fù)運(yùn)動(dòng)采用了液壓傳動(dòng),液壓傳動(dòng)在磨床的工作臺(tái)驅(qū)動(dòng)及橫向快速進(jìn)退等方面已廣泛應(yīng)用疯暑。
液壓傳動(dòng)工作原理—在機(jī)床上為改善液壓傳動(dòng)的性能牧稳,以滿(mǎn)足生產(chǎn)加工中的各種要求,磨床工作的液壓傳動(dòng)系統(tǒng)是由以下四部分組成:
執(zhí)行部分—液壓機(jī)(液壓缸盅格、液壓馬達(dá))在壓力油的推動(dòng)下闰袒,作直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)或回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),即將液體的壓力能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能鞭碳。
控制部分—壓力控制閥悴觅,流量控制閥,方向控制閥等山滔,用以控制液壓傳動(dòng)系統(tǒng)所需要的力速度方向和工作性能的要求轰蜗。
輔助部分—油箱濾油器,油管和油管接頭等莉紊。其作用是創(chuàng)造必要的條件以保證液壓系統(tǒng)正常工作澳银。機(jī)床的液壓傳動(dòng)系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)工作臺(tái)的自動(dòng)往復(fù)運(yùn)動(dòng),砂輪架快速進(jìn)退運(yùn)動(dòng)钾植,砂輪架周期進(jìn)給慨即,尾架套筒的縮回,車(chē)軌潤(rùn)滑以及其它一些動(dòng)作泛鸟。
磨削加工的特點(diǎn)及磨削過(guò)程
特點(diǎn)
砂輪是由磨料和結(jié)合劉粘結(jié)而成的特殊多刃具蝠咆,在砂輪表面每平方厘米面積上約有60~1400顆磨料,每顆磨粒相當(dāng)于一個(gè)刀齒北滥,磨粒是一種高硬度的非金屬晶體刚操,它不但可磨削銅,鑄鐵等較軟的材料再芋,而且還可以加工各種淬火鋼的零件菊霜,高速鋼刀具和硬質(zhì)合金等硬材料以及超硬材料。
砂輪具有較高的周線(xiàn)速長(zhǎng)一般35m/s左右济赎,砂輪在磨削時(shí)除了對(duì)工件表面有切削作用外鉴逞,還有強(qiáng)烈的擠壓和摩擦作用,在磨削區(qū)域瞬時(shí)溫度高達(dá)1000℃左右;
砂輪工作面經(jīng)修正手司训,可形成極細(xì)微的刃口以切除工件表面極薄的金屬層构捡。
磨削加工能獲得極高的加工精度和極細(xì)的表示粗糙度,磨削精度通常達(dá)到IT6~I(xiàn)T7公差等級(jí),表示粗糙度可達(dá)Ra1.25~0.16μm勾徽,如境磨削工件表示粗糙度為Ra0.1μm工件表光滑如境滑凉,尺寸精度和形壯精度可達(dá)到1um以?xún)?nèi),其誤差相當(dāng)于人體頭發(fā)絲粗細(xì)的1/70或更小斗黍。
砂輪在磨削時(shí)二娄,部分磨鈍的磨粒在一事實(shí)上的條件下能自動(dòng)落或崩碎,從而使砂輪保持良好的磨削性能掷佑。
磨削過(guò)程—金屬磨削的實(shí)質(zhì)是工件被磨削的金屬表層辙求,在無(wú)數(shù)磨粒瞬間的擠壓,摩擦作用下生產(chǎn)變形怔赤,而后轉(zhuǎn)為磨屑,并形成光潔表示的過(guò)程吻悍。金屬磨屑過(guò)程可分為:三個(gè)階段分较,砂輪表示的磨粒與工件材料接觸,為彈性變形成為第一階段囚上,磨粒繼續(xù)切入工件南垦,工件材料進(jìn)入塑性變形的第二階段,材料晶粒發(fā)生滑移痰拢。使塑性變形不斷增大跛鸵,當(dāng)力達(dá)到工件的強(qiáng)度極限時(shí),被磨削層材料资柔。產(chǎn)生擠裂焙贷,即進(jìn)入第三階段,最后被切離贿堰。
磨削的全過(guò)程表現(xiàn)為辙芍,力和熱的作用,以磨削力——磨削時(shí)砂輪與工件間發(fā)生切削作用和摩擦作用羹与,在砂輪和工件上分別故硅,作用著大、小相等方向相反的力纵搁,這種相互作用的力稱(chēng)為磨削力磨削熱——磨削時(shí)產(chǎn)生的熱量較車(chē)削吃衅,銑削大,熱量轉(zhuǎn)入砂輪腾誉,磨悄或被切削液帶走徘层,然而砂輪是熱的不良導(dǎo)體,因此幾乎80%的熱量轉(zhuǎn)入工件和磨屑利职,磨削區(qū)域的瞬間高溫可燒傷工件的表層惑灵,并使磨屑時(shí)特別注意對(duì)工件的冷卻。切削液—過(guò)去又稱(chēng)冷卻液,主要用來(lái)降低度磨削熱和減小龐大磨削過(guò)程中的摩擦私舱。切削液的主要作用是:冷卻畦肉,潤(rùn)滑,清洗菊舅,防銹在切削過(guò)程中礁姿,把切削液直接澆注在砂輪和工件接觸的地方,以達(dá)到切削液的作用保證零件加工的質(zhì)量舆滞。
二 高精度磨削加工及先進(jìn)的工藝方法
為了適應(yīng)各類(lèi)零件的磨削菱区,磨床和砂輪的品種,性能也有了進(jìn)一步的發(fā)展服讯,在基本型譜的基礎(chǔ)上绎瓣,又生產(chǎn)出,精密型授灵,高精度型堵忌,半自動(dòng)型及數(shù)控型等10個(gè)系列,各類(lèi)磨床的精度適應(yīng)性和專(zhuān)門(mén)化程度均有很大提高藏亲,如適于模具制造的坐標(biāo)磨應(yīng)酬具有加工精度高使用壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)杯道,近20年來(lái),在我國(guó)超硬磨料责蝠,如人造金鋼石党巾,立方氮化硼等,已廣泛地應(yīng)用于各種高硬度材料的磨削霜医。
要求精度高的機(jī)械零件的加工方法一般分為粗磨—半精磨—精磨—精密磨—超精磨五個(gè)階段齿拂。磨削加工一般是屬于零件的后道工序,即零件的精加工肴敛。困此零件的尺寸精度和相關(guān)面的位置精度以及有關(guān)表示的形狀精度和表示粗糙度创肥,都要在磨削中得到最后控制和保證,所以必須仔細(xì)分析和研究零件圖及技術(shù)要求值朋,根據(jù)對(duì)零件圖的分析研究叹侄,就可以初步確定零件的加工順序和所采用的加工方法。例如:尺寸精度IT6級(jí)昨登,表示粗糙度為Ra0.8—0.1um時(shí)一般只需要經(jīng)過(guò)粗磨趾代,精磨或粗磨,精磨或粗磨丰辣。精磨和精密磨削撒强,尺寸精度在IT6—IT5表示粗糙度為0.1um~Ra0.5 um時(shí),一般要經(jīng)過(guò)粗磨滥港,半精磨鸠头,精磨镇盛,高精度磨削加工。磨削加工所用的機(jī)床除特殊機(jī)床外诱价,一般采作通用工藝裝備卜锡,以降低生產(chǎn)成本取得良好的經(jīng)濟(jì)效果,成批大量生產(chǎn)時(shí)涧俐,可以根據(jù)零件的加工精度和技術(shù)要求歉赴,盡量采用專(zhuān)用夾具,專(zhuān)用量具偶村,以滿(mǎn)足高生產(chǎn)率的要求柄午,砂輪的選擇也應(yīng)可能按照不同工序的不同要求考慮,磨料娶架,粒度爽咒,硬度,尺寸等這樣人但能保證工件的加工精度窿侈,同時(shí)對(duì)提高生產(chǎn)率也有利炼幔。
大批量的機(jī)械零件生產(chǎn)中,零件的產(chǎn)生相當(dāng)穩(wěn)定并廣泛采用專(zhuān)用機(jī)床的自動(dòng)生產(chǎn)線(xiàn)棉磨,生產(chǎn)率極高,整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程按一事實(shí)上節(jié)拍自動(dòng)循環(huán)学辱,操作工人只是在自動(dòng)生產(chǎn)線(xiàn)的一端裝上毛坯乘瓤,在另一端卸成品,并監(jiān)視自動(dòng)線(xiàn)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)策泣,就可以了衙傀,我國(guó)已在汽車(chē),拖拉機(jī)萨咕,軸承承等生產(chǎn)中建立了許多自動(dòng)線(xiàn)统抬,現(xiàn)在的機(jī)械制造基本特征是:多品種,中危队、小批生產(chǎn)占主導(dǎo)地位聪建,工廠生產(chǎn)的產(chǎn)品經(jīng)常地更換,以適應(yīng)市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)茫陆,目前除采用先進(jìn)高效槽悼,高速磨削,強(qiáng)力磨削外毛围,還逐步采用先進(jìn)的自動(dòng)或半自動(dòng)磨削页梁,數(shù)控磨削,適應(yīng)控制磨削沸恤,和成組工藝等新技術(shù)队淳,達(dá)到較高的生產(chǎn)率和設(shè)備負(fù)荷率躺潘。
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