第四讲 外圆砂带磨削设计与应用

1外圆砂带磨削分类、布置形式及特点外圆砂带磨削应用非常广泛，包括对圆柱面、圆锥面、球面和回转曲面等的磨削。除了对常规尺寸的这些面加工外，还可有效地磨削长径比极大的细长件，如细长活塞杆（25rn）、成卷线材（直径可小至公1．smm）、长管件（40m）等和大直径的反应釜筒体、大型管件等。门）外圆砂带磨削分类外圆砂带磨削可分为定心磨削和无心磨削两大类。前者可在车。铣床等常规设备上改装磨头和在专用外圆砂带磨床上进行，而后一类须在专用无心砂带磨床上实现。根据磨头数目又可分为单磨头和多磨头两类。多磨头砂带磨削是指在一台…     

多台阶轴的强力无心磨削

无心磨削工艺以往只用来磨削无台阶的光轴类零件。对于阶梯轴,通常要采用车-磨两道序才能完成,生产效率较低。日立公司研究了多台阶轴的强力无心磨削工艺,使阶梯轴可在无心磨床上一次成形,省掉了车工工序,生产效率很高。例如图1所示的直流电动机轴,毛坯是φ24×264mm钢棒,采用强力天心磨削工艺加工,单件工时约1分钟左右。无心磨床的基本组成部分,除磨轮外有导轮、过程量规和工件支持板。无心磨床的技术条件和主要工艺参数如下, 磨轮型号规格:RA80Wφ610×305 圆周速度:60m/s电机功率:55kW     

国内砂带磨削的应用与研究

<正> 砂带磨削由于磨削效率高、金属切除率大、比能耗低、工艺成本低、经济效益显著而被广泛应用,发展迅速。如美国1949年到1973年间,砂带磨削机床增长了221％;在1976～1978两年间生产了砂带磨削机床32046台。而联邦德国在1963年时,砂带磨削已占磨削加工量的35％。到目前为止,已开发出砂带磨削机床数百种;开发出各种不同规格的砂带四万多种。砂带磨削的应用也已遍及机械、电子、仪器仪表、冶金、建材、汽车等部门。砂带磨削的加工精度和加工表面粗糙     

砂带磨的优良特性

颗粒呈针状 定向排列,有方向性,且锋刃朝外 负前角较小,因为颗粒较尖锐,且切削深度较大 磨粒大小一致,排列整齐,等高性好,且磨削深度大,单位面积上有效磨粒数多 砂带上磨粒之间间隔较大,容屑空间大,切屑可随砂带走,同时磨削刃锋利,摩擦、发热比较小;由于砂带很长,有利于磨粒切削后散热,有所谓冷磨之称;温升小,利于实现大的切除率 砂带磨削吃刀深度大 磨削厚度大,磨削厚度 =径向进给量 /工作转速 砂带宽度最大已达 4.9m,为砂轮宽的 10倍磨粒一般为八面体 随机的,无一定方向 砂轮修正后负前角大,一般为－ 70°～－ 80° …     

压缩机气缸孔的砂带磨削

我厂没有大型珩磨机,直径大于φ630mm以上的气缸孔,以在大都在车床上精车后装上油石珩磨。采用这种加工方法,不但生产效率低,而且很难达到图纸要求。为此设计制造了一台砂带磨头。一、砂带磨削装置砂带磨头(见图1)是安装在C65o车床刀架上,对精车后的气缸内孔进行磨削。     

开式砂带磨削参数对表面粗糙度影响的分析与优化

根据砂带磨削的原理设计了开式接触轮式砂带磨削装置,并将其应用于普通车床,对机械加工中较难加工的细长轴进行砂带磨削试验。通过试验分析了砂带转速、工件转速、磨削深度等因素对工件表面粗糙度的影响,并对磨削参数进行优化。结果表明在车床上采用开式接触轮式砂带磨削装置对细长轴进行精加工,能有效地降低表面粗糙度。在工件转速nW=1 000 r/min、砂带转速nS=3 r/min、磨削深度ap=0.07 mm、纵向进给速度f=0.02 mm/r条件下,能获得最优的表面粗糙度Ra0.48μm。     

介绍一种砂带磨削机

近年来,砂带磨削已被广泛地应用。砂带磨削具有效率高,安全性好,加工光洁度高等优点。根据我厂产品,我设计了一台能安装在C620,C630上的砂带磨削机。本机加工对象主要是各类橡胶辊(包括其它轴类零件)。     

砂带磨削钛合金磨削加工性能研究

针对钛合金零件干式打磨过程中磨具堵塞引起烧伤的问题,开展锆刚玉砂带和碳化硅砂带干式磨削TC4合金加工试验。通过分析磨削温度、材料去除量、表面完整性及磨粒磨损特征,对砂带磨削钛合金加工工艺进行研究。结果表明：相同磨削用量条件下,锆刚玉砂带相比于碳化硅砂带,磨削温度最高降低23.6%,耐用度提高2倍。磨削表面粗糙度随砂带线速度的增大逐渐降低,且两种砂带磨削表面粗糙度差值呈逐渐增加趋势。当砂带线速度v_s=20 m/s时,锆刚玉砂带比碳化硅砂带磨削表面粗糙度降低了29.7%;当磨削深度增大时,碳化硅砂带磨削表面粗糙度值快速增加,锆刚玉砂带磨削表面粗糙度增量缓慢,当磨削深度增大到0.1 mm时,表面粗糙度差值达到22%。     

适于MC加工的快削面铣刀

<正> 日本日立(株)开发一种适于MC加工的面铣刀。该铣刀比旧式刀体直径小10％,重量也减轻25％～30％。其刀体端面振摆精度为旧式刀体的1/5(25μm～5μm),切削加工面精度为5μm～8μm。其铣削抗力比旧式降低30％,可实现大进给(由550m/min提高到710m/min)。其最大铣削深度可达1.2mm。规格有:φ80、φ100、φ125、φ160、φ200、φ250mm;刀片尺寸为12.7mm和15.875mm。     

CBN砂带恒压力磨削玻璃钢试验

针对玻璃钢易切除、易烧伤的特点,采用3种不同粒度的CBN砂带对玻璃钢进行恒压力砂带磨削实验,分析了在磨削过程中不同的砂带粒度和磨削用量对砂带磨损和工件表面质量的影响。在磨粒切削加工模型的基础上,通过观察磨削前后玻璃钢表面微观形貌分析了玻璃钢的磨损机理。通过正交试验得到:随着砂带线速度和粒度号的增大,玻璃钢表面粗糙度呈减小趋势;材料去除率会随着砂带线速度和磨削压力的增加而增大,当砂带线速度v_s=25 m/s,磨削压力F=56N,粒度P=180#时,磨削效果达到最好。     

曲线砂带抛光机

经过一年多的研究,我们终于试制成功了曲线砂带抛光机(见图)。曲线砂带抛光机的制造成本和使用成本都很低,结构比较简单。它是用一台0.25kW,1440r/min的电机带动一个φ200mm的砂带轮,经     

细长轴闭式砂带磨削表面粗糙度的试验研究

细长轴刚性差、易变形,采用传统磨削工艺致使工件表面质量达不到要求,而砂带磨削具有"弹性磨削"和"冷态磨削"之称,可解决上述问题。据此设计了闭式接触轮式砂带磨削装置,并将其装夹于于普通车床上,对细长轴进行砂带磨削试验,通过试验分析了砂带速度、工件速度、磨削深度等因素对工件表面粗糙度的影响,结果表明在车床上采用闭式砂带磨削装置对细长轴进行精加工,能有效地降低表面粗糙度。当砂带速度为376.8m/min、工件速度为13.82m/min、磨削深度为0.07mm、纵向进给速度为0.2mm/r时,能获得最优的表面粗糙度Ra0.44m。     

Cu-3镍铜合金砂带磨削试验研究

分析了Cu-3镍铜合金砂带磨削加工过程中,砂带粒度和磨削用量的不同对磨削加工效率、工件表面质量和砂带磨损的影响。采用氧化铝磨料砂带在不同的砂带线速度或磨削压力下对镍铜合金进行了工艺试验,对材料去除量、工件表面粗糙度和砂带磨损量进行了测量。研究表明:增加砂带线速度和磨削压力可在一定程度上提高材料去除率和磨削比;随着磨削压力的增大,工件表面粗糙度呈增大趋势;随着砂带粒度的增大,工件表面粗糙度呈减小趋势;砂带线速度为25m/s,磨削压力为43N,砂带粒度为P240时,镍铜合金综合磨削效果最好。     

ZrO_2工程陶瓷砂带磨削实验及工艺研究

采用4种不同磨料的砂带对Zr O_2工程陶瓷进行对比磨削实验,并采用锆刚玉磨料的砂带进行正交试验,对材料去除量、工件表面粗糙度和砂带磨损量进行了测量,得出了Zr O_2工程陶瓷最佳磨削参数。文章分析了在对Zr O_2工程陶瓷进行砂带磨削加工过程中砂带粒度和磨削用量的不同对磨削加工效率、工件表面质量的影响。在磨粒切削加工模型的基础上,通过观察磨削前后陶瓷表面微观形貌分析了工程陶瓷的磨损机理。实验结果表明:随着磨削压力和砂带粒度的增大,工件表面粗糙度呈减小趋势;增加砂带线速度和磨削压力可在一定程度上提高材料去除率和磨削比,但超过临界值其表面易发生崩脆断裂;砂带线速度为19 m/s,磨削压力为15 N,砂带粒度为120#时,Zr O_2工程陶瓷综合磨削效果达到最好。     

工件预加载温度对Ti-6Al-4 V车削过程的影响

通过对比仿真和试验的切削力、切屑形态和锯齿化程度验证了仿真模型的可行性,然后用仿真分析的方法研究了工件预加载温度对切屑形貌、切削力和切削温度的影响,获得了锯齿形切屑转变为带状切屑的临界工件预加热温度。结果表明:随着预加载温度的增加,切屑变形减少;在v=50m/min时,锯齿形切屑转变为带状切屑的临界预加载温度为150℃～200℃;切削速度v=110～170m/min时,临界预加载温度为250℃左右。     

复杂曲面型面柔性砂带磨削关键技术研究

根据曲面型面砂带磨削的特点和要求,在分析曲面型面砂带磨削所需控制运动基础上,建立了砂带磨削运动关系模型;讨论了曲面型面砂带磨床的可行性结构方案,完成了磨床机械结构的开发和设计;针对柔性砂带磨削精度难以控制问题,提出了通过控制磨削压力实现对磨削深度的控制,开发了可控磨削力的砂带磨头;以UG/API为开发工具,在UG平台上开发了砂带磨削编程系统,包括对磨削力的编程控制;基于工控机+运动控制器平台开发了曲面型面砂带磨削专用数控系统。通过一个个关键技术研究,最终研制完成可控磨削力的六轴联动数控砂带磨床样机产品,经对汽轮机叶片曲面型面实际磨削试验验证,所研制的砂带磨床样机产品满足曲面型面零件光整加工要求。     

离散型空间焊道CBN砂带当量随行磨削技术

提出一种离散型空间(椭圆形、马鞍形、相惯线形等)焊道的磨削加工技术——立方氮化硼(Cubic boron nitride,CBN)砂带当量随行磨削方法,该方法一方面基于测量技术以及磨削量预测模型,利用四轴联动以及恒压力浮动砂带磨削技术实现离散型空间焊道当量随形磨削加工,保证焊道的等余量控制;另一方面针对焊道材料的难加工特性,运用CBN砂带实现高效率、高精度磨削加工。阐述了当量随行磨削加工原理,建立随行磨削加工模型,分析随行运动误差。基于测量技术以及磨削量预测模型,建立当量磨削控制方程。针对椭圆形焊道典型零件——燃烧室机匣进行了磨削加工试验,得到其磨削余量厚度误差在±0.005 mm以内,证明该方法的可行性,得到焊道磨削的最优工艺(砂带线速度24 m/s,磨削压力170 N,工件转速1r/min),并且得到工件旋转速度是影响材料去除率最大的工艺参数。     

四头组合无心外圆砂带磨床的研制

介绍一种新型、高效的轴类零件加工机床──四头组合无心外圆砂带磨床的磨削原理、结构设计,并进行磨削试验和结果分析。此磨床的研制填补了国内空白。     

细长轴开式砂带磨削试验研究与精度分析

根据砂带磨削的原理、特点、设计一台砂带磨削装置,并将其应用于细长轴的加工,实验中以尺寸精度和圆度误差为研究对象,重点研究砂带磨削后尺寸精度和圆度误差的变化,分析影响砂带磨削加工精度的因素,指出提高砂带磨削精度的措施。实验表明在车床上采用砂带磨削装置进行细长轴磨削,能有效地提高加工精度。     

高速铣削淬硬模具钢的切屑变形

使用TiAlN涂层整体圆柱立铣刀,以200～942m/min的铣削速度,对淬硬P20钢进行了高速铣削试验,研究了各种切削速度下的切屑变形。对于淬火硬度为41HRC的P20钢,切削速度为754～942m/min时,形成了带有绝热剪切带的锯齿形切屑;对于淬火硬度为32HRC的P20钢,锯齿形切屑形成的切削速度是848～942m/min;切削速度和工件硬度对切屑变形有着重要的影响。基于切屑纵截面尺寸的微观测量,建立了高速铣削淬硬钢时锯齿形切屑变形的计算模型。结果显示：应变、应变率和锯齿频率随切削速度增大而快速增大,在切削速度为942m/min时,它们分别高达23、107s－1和244kHz。