超硬磨料砂轮修整技术发展.ppt

超硬磨料砂轮修整技术发展,一、概述二、砂轮整形技术三、砂轮修锐技术,超硬磨料砂轮磨削的特点：1、可用来加工各种高硬度、高脆性金属材料和非金属材料2、磨削能力强、耐磨能力好、耐用度高，易于控制加工尺寸及实现自动化3、磨削力小、磨削温度低，加工表面质量好，无烧伤、裂纹和组织变化4、磨削效率高5、综合成本低,一、概述,首先认识一下超硬磨料磨削技术,用高硬磨料如金刚石和立方氮化硼制成的磨具进行磨削的加工技术。,一、概述,超硬磨料磨削的应用,在超硬磨料砂轮的应用技术中，超硬磨料砂轮的修整技术占有非常重要的地位。砂轮修整的关键在于得到较高的整形精度，良好的形貌。整形精度的高低决定磨削工件尺寸精度和表面质量，良好的形貌使磨粒有较强的把持力，磨削时有足够的容屑空间，有利于磨削液进入，防止烧伤与堵塞。以下就近年来砂轮修整的一些新技术作简要介绍。,二、砂轮整形技术,砂轮整形的方法较多：,常用砂轮整形方法,磨削法,滚压法,车削法,二、砂轮整形技术,车削法,用单点、聚晶金刚石笔，修整片等车削金刚石砂轮达到修整目的。,二、砂轮整形技术,磨削法,用普通磨料砂轮或砂块与超硬磨料砂轮对磨进行修整，普通磨料磨粒被破碎，切削超硬磨料砂轮上的树脂、陶瓷、金属结合剂，致使超硬磨粒就会脱落。目前最为广泛采用的修整法。,二、砂轮整形技术,磨削法,杯形砂轮整形,杯形砂轮修整原理如右图所示：利用直线包络原理，可将砂轮修整成任意凸形轮廓。,杯形砂轮对砂轮的整形效果优于采用金刚石砂轮的整形效果。,二、砂轮整形技术,磨削法,低碳钢磨削整形,单滚轮法,双滚轮法,低碳钢磨削整形的特点是修整效率及修整精度较低、磨粒脱落较多、整形质量不稳定。,二、砂轮整形技术,磨削法,金刚石滚轮整形,其修整机理是通过金刚石滚轮与砂轮的旋转运动之间产生的相对运动来实现砂轮整形。,金刚石滚轮整形法的主要优点是：结构简单、滚轮耐用度高、能同时在砂轮全宽度上进行修整、修整时间短、修整力小、能复制特定的砂轮轮廓(尤其对复杂型面砂轮具有准确的复形能力)、适用于自动化生产。该方法在有载或无载情况下均可使用,可使修整时间与其它加工辅助时间交叉重合。,二、砂轮整形技术,滚压法,滚压整形法是利用旋转的砂轮和滚压轮之间的相对滚动，压裂砂轮的结合剂桥，使磨粒表面崩碎出现微刃。用硬质合金或淬硬钢制成滚压轮，制造工艺简单，价格便宜。,主要特点是：修整压力大、修整效率及修整精度较低、修整后砂轮表面损伤层较深、切削刃密度较低、磨粒较尖锐、易磨损。为了降低滚压力，往往在滚压轮表面开出斜槽或螺旋槽。为避免砂轮表面产生周期性波纹，必须控制砂轮轴与滚轮轴的同轴度。,二、砂轮整形技术,其他整形方法,电加工整形法,电加工整形法适用于任何以导电材料作为结合剂的砂轮，主要有电解法、电火花法等。,激光整形法,通过控制激光放射参数和砂轮相对于激光束的运动，可以获得期望的几何形状和精度。,三、砂轮修锐技术,常用砂轮修锐方法,自由磨粒修锐法,固结修锐工具修锐法,电加工修锐法,激光加工修锐法,三、砂轮修锐技术,自由磨粒修锐法,用碳化硅、刚玉、硬质合金或钢铁等制成修整轮，与超硬磨料砂轮在一定压力下进行自由对滚，使结合剂破裂形成容屑空间，并使超硬磨粒表面崩碎形成微刃。加入碳化硅、刚玉等游离磨料，依靠游离磨料挤轧作用进行修锐。,游离磨料挤压修锐,特点用该法修锐树脂结合剂砂轮时,初始磨损较大,磨削比较低。,三、砂轮修锐技术,自由磨粒修锐法,游离磨料喷射修锐,以碳化硅、刚玉或玻璃珠等游离磨粒作为修锐介质,用压缩空气将修锐介质高速喷射到转动的砂轮表面,以去除部分结合剂,形成切削刃,达到修锐砂轮的目的。,利用高压液体和磨粒的运动达到去除砂轮表面结合剂的目的。是一种高效修锐方法,可在短时间内获得满意的修锐效果。配合金刚石滚轮整形可减少金刚石滚轮的磨损。,三、砂轮修锐技术,自由磨粒修锐法,超声振动修锐,由超声波发生器发出的超声频的电信号传给换能器，由变幅杆放大后变成带动修整器超声频的机械振动。在砂轮和修整器间放入游离磨料撞击砂轮的结合剂，使超硬磨粒突出结合剂，对砂轮进行修整。,超声振动修锐的特点：一方面，由于超声波具有能量激波特性，可使磨料破碎并增强磨料对砂轮结合剂的切削和研蚀作用；另一方面，超声波经过液体时会产生所谓“空压”作用，促使悬浮液渗入被修砂轮表面的细微裂纹中，进一步加剧结合剂的破除，起到修锐砂轮的作用。,三、砂轮修锐技术,固结修锐工具修锐法,当砂轮磨粒与修锐块磨粒相遇时,由于砂轮磨粒硬度更高,修锐块磨粒将发生破碎。修锐块磨粒间隙中填满碎磨粒有助于对结合剂进行切削,从而使砂轮上较浅的磨粒脱落。,碳化硅或刚玉块切入修锐,三、砂轮修锐技术,固结修锐工具修锐法,修整轮速度vr与超硬磨料砂轮速度vs的关系应为：vrvs-1(m/s),普通砂轮磨削修锐,三、砂轮修锐技术,固结修锐工具修锐法,油石修锐,油石修锐是应用较广泛的修锐方法，它主要通过接触区破碎磨粒的挤研作用去除超硬磨料砂轮的结合剂。但油石修锐无法获得较大的磨粒凸出高度，因此不能用于大切削用量磨削用超硬磨料砂轮的修锐。,三、砂轮修锐技术,固结修锐工具修锐法,除上述修锐方法外,还有修锐棒、修锐膏、金属丝刷、硬质合金块、低碳钢磨削修锐法、磁性磨料修锐法等。,三、砂轮修锐技术,电加工修锐法,电火花修整过程中，砂轮高速旋转，被修整砂轮接脉冲电源的正极，工具电极接脉冲电源的负极，以磨削乳化液为工作液，且工作液由磨床的冷却液喷嘴直接注入到被修整砂轮和工具电极之间，然后利用砂轮和工具电极之间产生脉冲火花放电的电腐蚀现象来蚀除金属结台剂，使超硬磨粒有效地暴露出来，从而达到整形和修锐的目的。,电火花修整特点：可进行在位、在线修整，易保证磨削精度；操作方便；适用于任何以导电材料作为结合剂的砂轮；修整力小，适合小直径和极薄砂轮的修整；可方便地实脱对成型砂轮的快速、高精度修整。此外，相对其他砂轮修整方法电火花修整还具有成本低、易实现、工艺参数少、便于调节等优点。,电火花修整,三、砂轮修锐技术,电加工修锐法,使用ELID磨削具有以下几个特点：磨削过程具有良好地稳定性；金刚石砂轮不会过快磨耗，提高了贵重磨料的利用率；磨削过程具有良好的可控性；有效地实现了镜面磨削，大大减少了先进陶瓷零配件的表面残留微裂纹。,电解在线修整（ELID）,三、砂轮修锐技术,激光修锐法,激光修整砂轮具有以下的优点：激光照射区域小，可以节省砂轮材料；激光修整砂轮过程中没有使用大的机械力，尤其适