高速高效磨削加工工艺及其设备的选择
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铝合金高效高速数控加工机床最新发展高效高速加工技术(HEM-HSM)实际上是一种工序复合化高速加工技术,即在一台高功能高速数控(MC)机床上,实现对零件高金属切除率mrr(metal removal rate)的高速粗加工/高速半粗加工(HEM)和高零件表面积切除速率的高速半精加工/高速精加工(HSM)多种工序的复合加工,和常规切削加工和典型高速加工技术(HSM)相比,HEM-HSM加工具有明显的优势,是一种高加工生产率与高加工质量集成融合的高速加工技术。
能实现这种一次装夹完成粗精工序复合加工(HEM-HSM)的高速数控加工机床可称为高效高速数控加工机床。
现今,用于HEM-HSM加工应用的高效高速数控MC机床多为五轴联动和配备有高功率高转速/高转矩主轴,并已成为许多航宇制造业用户特别关注的现代化先进关键制造装备之一。
为此,许多世界着名的制造商都为航宇制造业推出了多种类型用于大型铝合金材和钛合金材整体结构件HEM-HSM加工应用的五轴联动高速数控MC机床,实现高效率高速粗加工和高质量高速精加工的良好融合,满足用户对高生产率大型高速加工设备的迫切需要。
应指出的是,用于诸如铝合金等轻合金材的HEM-HSM加工设备和用于诸如钛合金等硬合金材的HEM-HSM加工设备具有较大的不同。
近10多年来,适用于轻负载切削的高功率高速主轴和高速设计制造技术取得了显着进步,同时对铝合金材HEM-HSM加工技术及其工程应用研究也已比较成熟,因而铝合金高效高速数控MC 机床在航宇制造业得到较广泛应用。
本文将仅对用于铝合金材大型复杂整体构件高效高速数控MC机床的应用现状和最新发展作一讨论与介绍。
铝合金材HEM-HSM加工需要高功率高转速主轴用于大型铝合金材航宇整体结构件HEM-HSM加工应用的高速数控MC机床,机床主轴应具有足够高的功率、转速、适当转矩和足够宽的可调控的转速范围,也就是说要求机床主轴功率/转矩每转速特性应适合于航宇铝合金等轻合金材的高效高速切削加工之工艺要求。
磨削技术论文:超高速磨削及其优势探析一、概述超高速磨削作为一种高精度精密加工技术,已在各个领域得到广泛应用。
本文将从超高速磨削的基本原理入手,分析其优势,探讨其在建筑领域的应用前景。
二、基本原理超高速磨削是利用高速旋转的砂轮磨削工件表面,以达到高精度加工的一种技术。
它与传统的磨削技术不同之处在于,超高速磨削使用的砂轮转速通常在1万~10万转/分之间,较传统的磨削转速快得多。
这种高速磨削技术可以大幅提高加工效率,同时还能够获得更高的精度和光洁度。
三、优势分析1. 精度高超高速磨削的砂轮转速快,磨削力大,可以快速去除工件表面杂质,得到更加精细的加工表面,精度可达到0.005mm以下。
2. 效率高由于砂轮转速快,磨削力大,超高速磨削速度比传统磨削技术快得多。
工件加工时间可以降低30%以上,大幅提高生产效率。
3. 造价低超高速磨削使用的砂轮寿命长,能够在保证加工效率的情况下,延长更换周期,降低磨具成本。
4. 应用范围广超高速磨削是一种高效、环保、精细化的磨削技术,可适用于各种材料的加工,包括金属、非金属材料、陶瓷材料等。
5. 环保超高速磨削使用的是无毒、无害、无污染的磨料,减少了对环境的污染。
四、应用前景在建筑领域,超高速磨削技术可以用于加工各类构件。
它能够大幅节约加工时间,提高生产效率。
同时,它还能精细加工各类构件表面,达到工艺标准,节约原材料,降低生产成本。
在未来,超高速磨削技术有望得到更加广泛的应用。
五、案例分析1. XXX公司的构件加工中,采用超高速磨削技术,成功优化了加工效率,降低了产品成本,得到了客户的一致好评。
2. XX公司将超高速磨削技术应用于钢筋加工中,减少了加工时间,提高了钢筋的精度和尺寸的一致性,受到了建筑公司的赞扬。
3. XX公司采用超高速磨削技术加工门窗构件,成功提高了构件的表面精度和光洁度,降低了产品的废品率,提高了客户的满意度。
4. XX公司采用超高速磨削技术加工凸轮、传动齿轮等构件,减少了加工时间,提高了精度和表面光洁度,获得了广泛应用。
高速磨削高速磨削是国内外正在大力研究并逐步推广的一种先进的机械加工方法 , 它是近代磨削加工技术发展的一种新工艺 , 与普通磨削相比 , 其优点是能够大大提高被加工工件的精度 , 降低零件表面粗糙度。
随着科学技术的不断进步和发展 , 对零件的加工精度和生产率提出了更高的要求 , 高速磨削技术更加显示出它的重要性。
1 国外高速磨削技术的现状与发展趋势早在上世纪 50年代 , 国外就已经开始研究高速磨削 , 到 60年代 , 许多国家在高速磨削方面的研究更加得到普遍重视 , 并取得了许多成功经验 , 如日本京都大学工学部冈村健二郎教授首先提出了高效磨削理论 , 当时在日本也是盛行一时。
德国阿亨大学Optiz教授系统地发表了 60m /s高速磨削的实验结果。
在 70年代 , 高速磨削在许多工业国家迅速发展 , 60m /s以上高速磨床品种超过 50种 , 少数磨床磨削速度达到 125m /s, 到了 80年代 , 许多国家继续在提高磨削速度上进行努力 , 但是高速磨削并未按原先预料的情况发展 , 它受到许多条件的制约 , 如受到机床结构、动态特性、砂轮速度及磨料耐磨性等的限制 , 实际上在这个时期磨削速度的提高也受到了一定的限制。
近年来 , 高速磨削加工技术又有了很大发展 , 主要表现在以下几个方面 :(1)高速磨削机理方面。
在越过能产生磨削热损伤的国限带之后 , 磨削用量进一步加大不仅不会使热损伤加剧 , 反而会使其不再发生。
这一发现 , 开拓出一个广阔的高速磨削参数领域 , 为实现超高速的磨削提供了理论基础 , 加上人造金刚石和立方氮化硼在砂轮制造中的大量应用 , 高速磨削得以再度兴起 , 并实现了线速度高于普通磨削 5 - 6倍甚至更高的超高速磨削。
(2)高速磨削的有利环节。
继喷雾润滑轴承和空气润滑轴承之后 , 利用磁力承受负荷的磁悬浮轴承已进入实用阶段 , 它的转速可以在主轴强度所能承受的限度内任意提高。
高速切削技术研究第一部分高速切削技术的定义与特点 (2)第二部分高速切削刀具材料与磨损机理 (4)第三部分高速切削机床的选型与应用 (7)第四部分高速切削参数优化方法 (10)第五部分高速切削过程的热控制技术 (13)第六部分高速切削加工精度与表面质量 (15)第七部分高速切削在典型零件加工中的应用 (17)第八部分高速切削技术的发展趋势与挑战 (20)第一部分高速切削技术的定义与特点高速切削技术是一种先进的制造工艺,它通过使用高转速的刀具和优化的切削参数来提高材料去除率、加工精度和表面质量。
该技术的核心在于实现高效率、高质量和高精度的加工过程。
在高速切削过程中,刀具以极高的速度旋转(通常超过每分钟数千转),同时进给速度也相应提高。
这种高速旋转产生的离心力有助于减小切削力和切削热,从而延长刀具寿命并减少工件的热变形。
此外,由于切削力的降低,高速切削还可以减少振动,进一步提高加工精度。
高速切削技术的优势主要体现在以下几个方面:1.高效率:与传统切削相比,高速切削可以显著提高材料去除率,缩短加工时间。
研究表明,高速切削可以提高生产效率达 30%至50%。
2.高精度:高速切削过程中的低切削力可以减少工件的振动,从而提高加工精度。
此外,由于切削热的影响较小,工件的热变形也得到了控制。
3.高质量表面:高速切削产生的切削热较低,这有助于减少工件的烧伤和裂纹,从而获得更好的表面质量。
4.刀具寿命延长:高速切削可以降低切削力,减少刀具磨损,从而延长刀具的使用寿命。
5.节能减排:高速切削技术可以实现更高的材料去除率,从而减少能源消耗和碳排放。
然而,高速切削技术也存在一些挑战,如刀具成本较高、对机床性能要求较高等。
因此,在实际应用中,需要根据具体加工需求和技术条件,合理选择切削参数和刀具,以确保高速切削技术的有效性和经济性。
总之,高速切削技术作为一种先进的制造工艺,具有高效率、高精度、高质量表面等优势,但在实际应用中需充分考虑其成本和设备要求。
高速切削和其关键技术综述摘要高速切削已成为先进制造技术的一个重要发展方向。
高速切削的应用将提高加工精度和生产率。
本文介绍了高速切削的概念和特点,分析了高速切削的关键技术:机床技术、刀具技术和工艺技术,说明了高速切削在航空、汽车工业与模具制造等领域的应用,并展望高速切削加工技术未来的发展方向。
关键词:高速切削,关键技术,应用领域,未来展望Abstract:High-speed cutting technology has become an important development direction of advanced manufacturing technology.The application of high-speed cutting technologywill improve the machining accuracy and productivity.This paper introduces the concept and characteristics of high speed cutting, and analyzes the key technologies of high-speed cutting, including machine tooltechnology, cutting tool technology and process technology. It also illustrates the applications of the high speed cutting in the field of aviation, automobile industry and dies manufacturing, and prospects the future development direction of thehigh-speed cutting technology.Key words:high-speed cutting, key technologies, application fields, future prospect0. 引言自20世纪30年代,高速切削概念首次提出以来,高速切削加工技术经历了多年理论与实践的研究和探索。
加工工艺方法的选择
选择加工工艺方法时,需要考虑以下几个方面:
1. 材料特性:不同材料的特性(如硬度、塑性、切削性等)会影响加工工艺方法的选择。
例如,对于硬度较高的材料,可能需要采用切削加工,而对于塑性较好的材料,可以考虑采用模压或挤压等方法。
2. 加工要求:根据工件的具体要求,选择合适的加工工艺方法。
例如,若要求工件具有较高的精确度和表面光洁度,可以选择数控加工或磨削加工;若要求生产效率较高,可以选择快速成型或自动化加工方法。
3. 加工规模:对于大规模生产的工件,可以考虑采用批量生产的加工工艺方法,如注塑成型或冲压加工;而对于个性化定制的工件,可以选择数控加工或手工加工等方法。
4. 设备和工艺设施:选择适合已有设备和工艺设施的加工工艺方法,避免额外的投资和资源浪费。
综上所述,选择加工工艺方法需要综合考虑材料特性、加工要求、加工规模、设备和工艺设施等因素,找到最合适的加工方法。
高速切削及其关键技术摘要自20世纪30年代德国 Carl Salomon博士首次提出高速切削概念以来,经过50年代的机理及可行性研究,70年代的工艺技术研究,80年代全面系统的高速切削技术研究,到90年代初,高速切削技术开始进入实用化,到90年代后期,商品化高速切削机床大量涌现,21世纪初,高速切削技术在工业发达国家得到普遍应用,正成为切削加工的主流技术。
根据1992年国际生产工程研究会(CIRP)年会主题报告的定义,高速切削通常指切削速度超过传统切削速度5-10倍的切削加工。
因此,根据加工材料的不同和加工方式的不同,高速切削的切削速度范围也不同。
高速切削包括高速铣削、高速车削、高速钻孔及高速车铣等,但绝大部分应用是高速铣削。
目前,加工铝合金已达到2000-7500m/min;钛合金达150-1000m/min;纤维增强塑料为2000-9000m/min。
高速切削是一项系统技术,企业必须根据产品的材料和结构特点,购置合适的高速切削机床,选择合适的切削刀具,采用最佳的切削工艺,以达到理想的高速加工效果。
高速切削是一项先进的、正在发展的综合技术,必须将高性能的高速切削机床、及工件材料相适应的刀具和对于具体加工对象最佳的加工工艺技术相结合,充分发挥高速切削技术的优势。
高速切削技术已成为切削加工的主流和先进制造技术的一个重要发展方向。
高速切削较之常规切削是一种创新的加工工艺和加工理念。
本文分析了高速切削技术的特点,研究了高速切削的关键技术:机床技术、刀具技术和工艺技术,介绍了高速切削技术在航空航天和汽车制造等领域的发展及应用。
关键词:高速切削;机床;刀具;切削工艺一.引言机械加工技术正朝着高效率、高精度、高柔性和绿色制造的方向发展。
在机械加工技术中,切削加工是应用最广泛的加工方法。
近年来,高速切削技术蓬勃发展,已成为切削加工的主流和先进制造技术的一个重要发展方向。
在数控机床出现以前,用于工件上下料、测量、换刀和调整机床等的辅助时间超过工件加工总工时的70%;以数控机床为基础的柔性制造技术的发展和应用,大大降低了工件加工的辅助时间,切削所占时间比例越来越大。
磨削加工过程及典型加工工序磨削加工是一种常见的精密加工方法,通过磨削工具对工件表面进行切削和磨擦,以达到精度高、表面质量好的效果。
本文将从磨削加工的基本原理、主要设备和典型加工工序三个方面进行详细介绍。
一、磨削加工的基本原理磨削加工是一种高速旋转的切削运动,其基本原理是利用切削力和摩擦力对金属材料进行切削和抛光。
在磨削过程中,砂轮或其他磨具与被加工物体相互作用,使被加工物体表面受到切向力和径向力的作用,并产生高温、高压等现象。
当被加工物体与砂轮之间的接触面积减小时,单位面积上承受的压力就会增大,因此被加工物体表面会发生塑性变形或断裂。
同时,由于摩擦作用和高温效应,在接触区域形成了液态金属层,从而实现了对表面缺陷、毛刺等不良部位的去除。
二、磨削加工的主要设备磨削加工过程需要使用一系列专用设备,包括砂轮机、平面磨床、外圆磨床、内圆磨床等。
下面将对这些设备进行详细介绍。
1. 砂轮机砂轮机是最常用的磨削设备之一,其主要作用是利用高速旋转的砂轮对工件表面进行切削和抛光。
根据不同的加工要求,可选用不同材质和形状的砂轮,如金刚石砂轮、碳化硅砂轮等。
在使用时,需要根据具体情况调整转速和进给量,以达到最佳的加工效果。
2. 平面磨床平面磨床是一种专门用于平面加工的设备,其主要作用是通过旋转的平板和移动的刀架对工件表面进行切削和抛光。
与其他类型的磨削设备相比,平面磨床具有高精度、高效率等优点,在航空、汽车等行业广泛应用。
3. 外圆磨床外圆磨床是一种专门用于加工轴类零件的设备,其主要作用是通过旋转的工件和移动的砂轮对工件表面进行切削和抛光。
外圆磨床通常采用高精度直线导轨和液压系统,以保证加工精度和稳定性。
4. 内圆磨床内圆磨床是一种专门用于加工孔类零件的设备,其主要作用是通过旋转的工件和移动的砂轮对孔内表面进行切削和抛光。
内圆磨床通常采用高精度滚珠丝杠和液压系统,以保证加工精度和稳定性。
三、典型加工工序磨削加工过程中,需要根据不同的加工要求选择不同的切削方式、设备和材料。
高速高效切削加工技术的现状及发展趋势一、前言目前,我国已成为世界飞机零部件的重要转包生产国,波音、麦道、空客等世界著名飞机制造公司都在我国转包生产从尾翼、机身、舱门到发动机等各种零部件,这些飞机零部件的加工生产必须采用先进的加工装备和加工工艺。
为此,国内各飞机制造公司均进行了大规模的技术改造,引进了大量国外先进的加工装备,使我国的飞机制造业设备的数控化率越来越高。
与此同时,大量高速、高效、柔性、复合、环保的国外切削加工新技术不断涌现,使切削加工技术发生了根本的变化。
刀具在航空航天加工领域的应用技术进入了以发展高速切削、开发新的切削工艺和加工方法、提供成套技术为特征的新阶段。
与此形成鲜明对比的是,我国的装备制造业和以制造业为主要服务对象的传统的工具工业却无法满足航空航天工业对现代制造装备和先进加工工艺的要求。
下面结合我国航空航天工业加工技术的现状及发展趋势,着重介绍我国高效、高速切削刀具的生产应用情况,对我国工具工业的发展现状和存在的问题提出自己的看法。
二、航空航天工业加工技术的现状及发展趋势1.航空结构件材料的发展趋势及其特点①以整体件为代表的铝合金结构件为了提高零件的可靠性、降低成本和减轻重量,传统的铆接结构逐步被整体薄壁的机加工结构件所代替。
这类零件由于大部分是用整体实心铝合金材料制成的薄壁、细筋结构件,70%~95%的材料要在加工中去除掉,而高速切削产生的热量少、切削力小、零件变形小,因此提高生产效率的唯一途径是采用四轴或五轴联动机床进行高速铣削加工。
②以钛基和镍基合金零件为代表的难切削材料零件由于钛(镍)合金具有比强度高、热强度好、化学活性大等特点,目前飞机发动机重要部件采用钛基和镍基合金材料的逐渐增多。
采用高速切削后,其切削速度可提高到100m/min以上,为常规切削速度的10倍。
这类材料的加工特点是:切削力大、切削温度高、加工硬化和粘刀现象严重、刀具易磨损。
③以碳纤维复合材料零件为代表的复合材料结构件复合材料现已成为新一代飞机机体结构主要材料之一,如飞机上的大型整体成形的翼面壁板、带纵墙的整体下翼面等。
磨削工艺技术要求磨削是一种常见的金属加工方式,通过磨削可以获得精度高、表面光洁度好的零件。
磨削工艺技术要求是确保零件加工质量的重要保障,在磨削加工过程中需要严格遵循一系列技术要求,下面将对磨削工艺技术要求进行详细介绍。
首先,磨削工艺技术要求包括磨削设备的选择和刃具的选择。
磨削设备的选择需要根据零件的材质、形状、尺寸等因素综合考虑,确保设备的可靠性、稳定性和适应性。
同时,刃具的选择也需要根据零件的材质和要求进行合理选择,使用合适的刃具可以提高磨削效率和加工质量。
其次,磨削工艺技术要求包括磨削参数的确定和调整。
磨削参数包括进给量、转速、磨削液等,这些参数的选择和调整关系到磨削加工的质量和效率。
进给量要根据材质和切削条件合理选择,过大会导致刀具被损坏,过小则会影响磨削效率。
转速要根据刃具直径、材质和切削条件确定,过高会导致切削效果不佳,过低则会导致磨削速度较慢。
磨削液的选择和使用也非常重要,磨削液可以降低磨削过程中的热量,减少刀具磨损,提高磨削效率和表面质量。
再次,磨削工艺技术要求还包括磨削过程中的操作要求。
在磨削过程中,操作人员需要具备一定的技术经验和操作技能,确保磨削加工的质量和安全。
操作人员应正确使用磨削刀具,保证刀具的锋利度和稳定性,避免因刀具异常磨损导致加工质量下降。
同时,还需要保持磨削设备的清洁和整洁,定期检查设备的运行状况,及时发现和排除故障。
最后,磨削工艺技术要求还包括质量检验和控制要求。
磨削加工后的零件需要进行质量检验,包括尺寸精度、表面光洁度、形状偏差等指标的检测。
检测结果需要与设计要求进行对比,及时发现和解决问题,确保加工质量符合要求。
同时,还需要建立良好的质量控制体系,加强对磨削加工过程的控制和监督,确保产品质量的稳定性和一致性。
总之,磨削工艺技术要求是确保磨削加工质量的重要保障。
通过合理选择设备和刃具、确定和调整磨削参数、严格操作要求、进行质量检验和控制,可以提高磨削加工的质量、效率和安全性。
一、高速切削的原始定义1931年,德国切削物理学家萨洛蒙(Carl.J.Salomon)博士提出了一个假设,即同年申请了德国专利(Machine with high cutting speeds)的所罗门原理:被加工材料都有一个临界切削速度V0,在切削速度达到临界速度之前,切削温度和刀具磨损随着切削速度增大而增大,当切削速度达到普通切削速度的5~6倍时,切削刃口的温度开始随切削速度增大而降低,刀具磨损随切削速度增大而减小。
切削塑性材料时,传统的加工方式为“重切削”,每一刀切削的排屑量都很大,即吃刀大,但进给速度低,切削力大。
实践证明随着切削速度的提高,切屑形态从带状、片状到碎屑状演化,所需单位切削力在初期呈上升趋势,而后急剧下降,这说明高速切削比常规切削轻快,两者的机理也不同。
二、现代高速切削技术的概念所罗门原理出发点是用传统刀具进行高速度切削,从而提高生产率。
到目前为止,其原理仍未被现代科学研究所证实。
但这一原理的成功应该不只局限于此。
高速切削技术是切削技术的重要发展方向之一,从现代科学技术的角度去确切定义高速切削,目前还没有取得一致,因为它是一个相对概念,不同的加工方式,不同的切削材料有着不同的高速切削速度和加工参数。
这里包含了高速软切削、高速硬切削、高速湿切削和高速干切削等等。
事实上,高速切削技术是一个非常庞大而复杂的系统工程,它涵盖了机床材料的研究及选用技术,机床结构设计和制造技术,高性能CNC控制系统、通讯系统,高速、高效冷却、高精度和大功率主轴系统,高精度快速进给系统,高性能刀具夹持系统,高性能刀具材料、刀具结构设计和制造技术,高效高精度测试测量技术,高速切削机理,高速切削工艺,适合高速加工的编程软件与编程策略等等诸多相关的硬件和软件技术。
只有在这些技术充分发展的基础上,建立起来的高速切削技术才具有真正的意义。
所以要发挥出高速切削的优越性能,必须是CAD/CAM系统、CNC控制系统、数据通讯、机床、刀具和工艺等技术的完美组合。
高速高效磨削加工工艺及其设备的选择
在机械加工领域,切削、磨削加工是应用最广泛的加工方法。
其发展总趋势是高效、高精度、高柔性和强化环保意识。
提高磨削加工效率一直是磨削领域所关注的重要目标。
目前,磨削加工的应用研究方向是提高表面质量和高速、高效。
1.高速高效磨削加工工艺
高效磨削包括超高速磨削、高效深磨、缓进给磨削和砂带磨削。
高效磨削的各种磨削工艺效率和磨削用量范围如表1所示。
高效磨削技术的推广应用将大幅度提高生产效率和加工质量,并降低成本。
表1各种磨削工艺的效率及参数范围比较
(1)超高速磨削
超高速磨削时,砂轮线速度大于150m/s。
在超高速磨削加工过程中,保持其它参数不变,随着砂轮速度的大幅提高,单位时间内磨削区域的磨粒数增加,每颗磨粒切下的磨屑厚度变小,则超高速磨削时每颗磨粒切削厚度变薄。
实验表明其截面积仅为普通磨削条件下的几十分之一,这导致每颗磨粒承受的磨削力大大变小,总磨削力也大大下降。
超高速磨削时磨粒在磨削区上的移动速度和工件的进给速度均大大加快,加上应变率响应的温度滞后的影响,会使工件表面磨削温度有所降低,因而能越过容易发生磨削烧伤的区域,而极大扩展了磨削工艺参数的应用范围。
超高速磨削可以大幅度提高磨削效率,延长砂轮寿命和改善表面粗糙度。
超高速磨削可以对硬脆性材料实现磨削,对高塑性等难磨材料也有良好的磨削表现。
同时由于超高速磨削缩短了加工时间,因而减少了能量的消耗,降低了噪声的污染。
(2)高效深磨
在高效深磨技术中,砂轮的速度为100~250m/s,进给速度为0.5~10m/min,切深为0.1~30mm。
高效深磨是缓进给磨削和超高速磨削的结合。
高效深磨可以通过一个磨削行程,同时完成车、铣、磨等多道工序组成的粗精加工过程,获得远高于普通磨削加工的金属去除率,表面质量也可达到普通磨削水平。
(3)缓进给磨削
缓进给磨削是采用增大磨削深度、降低进给速度、形成砂轮与工件有较大的接触面积和高的速度比,达到高的金属磨除率目的。
缓进给磨削是一种能够快速磨去大量材料并加工出精密零件的加工方法。
缓进给磨削与铣削过程相似,切削深度远远大于普通平面磨削。
缓进给磨削深度一般在2.5~6.35mm之间。
这样的磨削深度和砂轮与工件之间大的接触面积抑制了加工振动的产生,使所磨削的零件表面质量大大优于其他磨削工艺方法。
(4)砂带磨削
砂带磨削工艺是将环形砂带套在接触轮和张紧轮的外圆上。
在张紧状态下,使高速旋转的砂带表面与工件的加工表面相接触,并在一定的压力作用下,产生的相对摩擦运动对工件表面进行磨削加工的一种工艺方法。
砂带磨削效率是铣削的10倍,普通砂轮磨削的5至20倍。
2.高速高效磨削设备(1)高速高效磨削用砂轮
高速高效磨削砂轮的特点是耐磨性好、动平衡度和抗裂性高、阻尼特性和导热性良好。
其机械强度能承受高速、超高速磨削时所产生的切削力。
高速高效磨削砂轮可以用刚玉、碳化硅、CBN、金刚石磨料等制成。
结合剂可以使用陶瓷、树脂或金属结合剂等。
砂轮的结构必须有利于磨粒分裂,以保证砂轮在整个使用过程中保持锋利要达到砂轮自锐的目的,除了应尽量降低结合剂的比例外,还要优化磨粒的空间分布。
在进行某些高速磨削过程中,要求保持高的磨削效率和良好的磨削质量。
砂轮修整是决定磨削质量的关键因素之一,不同的修整方法具有不同的特点,应用中需考虑综合加工条件、工件材料、砂轮材料等因素,以选择最佳修整方案。
(2)高速主轴
高速高效磨削用主轴单元的性能,在很大程度上决定了高速磨床所能达到的最高磨削速度极限。
因此,为实现高速高效磨削,对砂轮驱动和轴承转速往往要求很
高。
主轴的高速化要求主轴有足够的刚度、回转精度高、热稳定性好、可靠、功能消耗低、使用寿命长等。
要满足这些要求,主轴的制造及动平衡、主轴的支撑、主轴系统的润滑和冷却以及系统的刚性等是非常重要的。
为减小由于磨削速度的提高而增加的动态力,要求砂轮主轴及主轴电动机系统运行极其精确,且振动极小。
(3)高速高效磨床
高速高效磨削用的磨床具有很高的主轴转速和功率、高度自动化和可靠的磨削过程,还具有高精度、高阻尼、高抗振性和热稳定性等特点。
高速高效磨床应尽可能组合多种磨削功能,以实现在一台磨床上能完成所有的磨削工序。
其工作台要求有很高的进给速度和运动加速度。
磨床支撑构件是砂轮架、头架、尾架、工作台等部件的支撑基础件,应具有良好的静刚度、动刚度和热刚度。
(4)高速高效用磨削液
在高速条件下,为了实现对磨削区的冷却,冲走切屑,喷注的磨削液必须有足够的动能,以冲破砂轮周围的高速气流,使磨削液抵达磨削区,因此,磨削液的流量、压力应比普通磨床成倍增加。
选择正确的磨削液注入方法可以增加磨削液进入磨削区的有效部分,提高冷却和润滑效果,改善工件质量和减少砂轮磨损。
磨削液的过滤系统应具有高过滤精度,以保证磨削工件的表面质量,提高磨削液的利用率,减少磨削液中残留杂质对加工质量及机床系统的不利影响。
3.实现高速高效磨削的主要途径
要想实现高速高效磨削,主要有以下几种方法:一是提高砂轮速度。
砂轮速度的提高,减小了磨削力,降低比磨削能,改善了切屑的形成。
当砂轮速度达到超高速后,工件表面的温度随着砂轮速度的提高而降低。
二是提高工件速度。
提高工件速度可以避开临界温度,进入高速高效磨削区,工件表面的温度急剧下降,不会出现热破坏温度,砂轮能很快离开已磨削过的磨削表面,大部分的热量进入切屑和冷却液中。
三是合理选择砂轮。
CBN磨料具有硬度高、抗磨损能力大、高化学稳定性的特点,是高速高效磨削的理想磨料。
浓度大的砂轮有较多的动态切削刃和较薄
的切屑,使材料切除率大时磨削力减小。
电镀立方氮化硼砂轮具有大的浓度,有最大的容屑空间,是最佳选择。