 |
產品中心 |
 |
|
聯系我們 |
|
鄭州晶品超硬工具有限公司
工廠：鄭州市中原西路竹川工業區
運營：鄭州市明理路266號木華廣場
電話：0371-5600 9088
官微：晶品工具
郵箱：zjp@zzjpgj.com
聯系人：鄭先生 朱女士
|
|
|
|
|
當前位置：首頁 → 新聞中心 |
|
隨著現代科學技術的延伸，加工手段的不斷提高，一些難加工材料越來越多地應用在航空、航天、汽車電子、光學及儀器儀表這些尖端領域中，例如陶瓷、光學玻璃、半導體、人工晶體及單晶硅。這些硬脆材料具有良好的耐磨性、耐腐蝕性和熱穩定性以及高溫、高強度等優良性能，具有較高的加工附加值。由于其超光滑表面的使用性能要求，在各種加工方法中，磨削加工成為硬脆材精密加工最有效的方法，在硬脆材料精密高效磨削加工中，對超硬磨料如金剛石和立方氮化硼砂輪的需求越來越大，其用量以每年約10%的速度增長。為了確保精密高效的磨削，理想的砂輪應具有均勻性、磨粒等高性和鋒利性等特征。在磨削過程中。砂輪的表面形貌極大限制了其在高性能硬脆材料的精密加工中的使用。要解決這些問題，保證精密加工的正常進行，必須經常進行修整。超硬磨料砂輪存修整時間長、修整難度大，修整效低等特點。因此高效高質量的修整技術日益成為實現埂脆材料高效精密和超精密磨削的關過技術之一。
砂輪的修整實際上分為整形和修銳兩個過程，整形就是改變砂輪的宏觀形狀，使砂輪達到要求的幾何形狀和尺寸精度，并使磨粒尖端微細碎成鋒利的磨刃。修銳則是為了改變砂輪磨粒的突出高度和形成必要的容屑宦間。使砂輪具有最佳磨削能力。
目前，超硬磨料砂輪常用的高效修整方法有很多，比如ELID在線電解修整、電火花砂輪修整、杯型砂輪修整、激光砂輪修銳、噴射壓力修銳、磁粉研蝕修銳和超聲振動整等技術，也有把兩種及其以上修整技術復合在一起的，如電火花-化學修整、電火花-超聲修整等。盡管這些方法在一定程度上提高了修整效率，減少了砂輪的損耗，改善了磨削質量，但是隨著經濟的發展，低加工成本、高效能等要求越來越高，這些方法存在不同的局限性。ELID磨削技術能夠在線電解修整金屬基超硬磨料砂輪，始終保持磨粒在磨削過程中的鋒利狀態，防止砂輪鈍化和堵塞，特別適合硬脆材料的加工。但是設備復雜昂貴，影響了該方法的推廣應用。電火花修整精度很高，但修整效很低，且需專門的設備。操作不易掌握。GC杯形砂輪修整即可整形，也可同時修銳，但修整工具耗損嚴重。激光修整作為一種非接觸修整技術，修整時無機械作用力，不會造成磨粒的機械損傷和脫落，易于實現自動化，但是，這種方法投資大，對環境及防護要求也很高。
1、超聲波振動修整新進展
超聲加工是指給工具或工件沿一定方向施加超聲頻振動進行振動加工的方法。自20世紀60年代起，振動切削加工開始飛速發展，作為精密機械加工和難加工材料加工中的一種技術，它已經滲透到各個加工領域，出現了各種復合加工方法。在此基礎上，超聲振動整的研究有了很大發展，具有良好的效果，修整后的砂輪磨削力和磨削溫度降低，材料去除率提高，被加工材料的表面質量有了改善，且砂輪磨損臧少而壽命延長。超聲振動修整后的砂輪表面形貌有了很大改善，能夠滿足精密磨削要求。修整后的砂輪工作表面磨削刃密度較低，磨粒之間有足夠的間隔和突出高度，磨粒切削刃大而鋒利。對于超精密加工而言，還應考慮到磨粒等高性要求。在現有的砂輪修整方法中，超聲振動修整法對于控制砂輪工作表面形貌非常有效，相對于普通車削修整法有四個參數參與的節砂輪工作表面形貌，超聲修整法通過改變超聲振動的頻率和振幅，可以實現對磨粒切削刃間距的調節;改變修整頭對磨粒沖擊角度，可以調節磨粒切削刃的形狀。超聲振動修整砂輪，不僅從運動學上改變了原有的修整條件，而且在動力學上也使修整條件發生了變化。
1.1超聲波振動修整機理
超聲波振動整的裝置包括超聲波發生器、換能器、變幅桿和整器。超聲振動修整機理是由超聲波發生器產生超聲正弦波電信號，然后傳輸給電能一機械能轉換裝置，即換能器。變換成超聲頻的機械振動信號，由于此信號振幅較小，經變幅桿放大后驅動金剛石修整器。超聲振動修整過程中。修整筆頭部的運動軌跡在砂輪徑向為一正弦曲線，相當于在普通修整運動基礎上疊加振幅為A、頻率為f的修整運動。修整過程中，當修整深度小于振幅時，修整筆與砂輪表面間斷接觸，砂輪表面保留一部分原普通修整后的表面;當修整深度大于振幅時，修整筆與砂輪表面保持接觸，砂輪表面形成銳利尖峰。這種超聲振動修整方式在整形同時，也可獲得修銳效果。修整筆在砂輪表面沿徑向方向超聲頻振動，同時沿軸向移動，結果在砂輪表面形成軸密周疏的組構特點。
1.2超聲波振動修整的分類
目前，超聲振動修整可以分為金剛石筆輔助修整和游離磨料超聲修整，同時根據振動形式不同可以分為一維振動修整和二維橢圓振動峰整。
1.2.1金剛石筆輔助修整
金剛石筆輔助修整是在單點和多點金剛石筆車削修整法的基礎上附加超聲振動，從而提高了修整后砂輪的磨削性能，并且可以在整形的同時進行修銳。
修整一般在車床上進行，砂輪裝置一端依靠主軸雞心卡來夾持，尾部則利用頂尖固定旋轉。砂輪按照一定的轉速旋轉，振動裝置固定在刀架上，依靠小拖板軸向進給。修整時金剛石筆切人砂輪表面并沿砂輪軸向進給，同時，金剛石筆在振動裝置的驅動下進行有規律的振動，這相當于車床的振動車削，對于超硬磨料砂輪，采用金剛石筆通車削修整只能整形，不能修銳，且修整的砂輪表面較光滑，唐削性能差，形狀及尺寸精度較低。但振動修整時，修整筆具有優良的切削性能，能夠很好的改善砂輪的微觀形貌，在一定的條件下，在完成整形的同時完成對磨粒的修銳。在振動修整方式下，磨粒呈現明顯的軸密周的效果，磨粒突出高度大，等高性好。這種表面可以在基本保證工件表面光潔度的前提下改善砂輪的特性，降低磨削熱和功率消耗。提高砂輪的壽命。
關于超聲振動的形式，有學者研究出超聲波橢圓振動切削能夠顯著提高切削加工系統的穩定性，從而提高切削加工質量。橢圓超聲振動的引人的確使切削過程產生了根本性的變化，帶來了一系列優良的工藝效果。而單一縱振動源驅動的橢圓超聲振動結構的開發也解決了振動系統結構復雜、體積大、調整困難和不利于生產應用等缺點。高國富針對金屬結合劑金剛石砂輪存在修整精度和修整效率低、修整設備昂貴、使用維護不便等問題，提出了橢圓超聲波輔助機械修整新技術。
橢圓超聲振動輔助金剛石筆切削修整法的修整系統采用尖筆金剛石筆，金剛石筆修整運動軌跡為橢圓，修整深度處于不斷變化之中，表面材料去除機理主要以結合劑延性去除以及磨粒微破碎為主。不同于普通超聲振動切削過程中僅金剛石筆前刀面與切屑分離，橢圓超聲振動修整中金剛石筆后刀面也與砂輪表面分離，從而延長金剛石筆的壽命。橢圓超聲振動修整方式對于金屬結合劑砂輪既可完成整形，又可達到修銳效果。
1.2.2游離磨料超聲修整
采用游離磨料進行超聲修整的裝置如圖3所示。變幅桿輸出端連接修整板，修整板與金剛石砂輪之間有一定間隙，在此間隙中注入混油磨料。修整板在變幅桿驅動下做彎曲振動，迫使位于接觸區域內的磨粒直接撞擊砂輪表面。超聲波在波面處造成極大的壓強梯度，一方面使磨粒破碎，另一方面也增加了磨料對結合劑的切削和研蝕作用。同時，混有磨料的液體在超聲波聲壓的拉壓作用下會在液體內持續形成空腔并在瞬間產生脈沖爆炸。雖然這種爆炸力的宏觀作用不大，但就微觀區域而言，爆炸時所產生的微觀壓強很大，因此空腔的爆炸會產生強烈的破壞作用，即所謂的空壓作用。懸浮液產生的強烈的空壓作用促使懸浮液滲入金剛石砂輪表面的細微裂紋中，進一步加劇結合劑的碎除作用。這種超聲振動修整的不足之處是只能修銳，不能整形。
2、結束語
砂輪的整形方法很多，在一定程度上解決了砂輪的堵塞和磨損問題，提高了磨削效率，保證了磨削過程的可靠進行。但隨著實際生產中實用性、便利性、高效、精密等要求的提高，修整技術的研究正在向低成本、高效、自動化方向發展。
超聲振動修整是在普通修整的基礎上疊加了振動修整，改善了修整過程中修整裝置復雜、砂輪壽命低、磨損快磨削性能差的不良狀態，但修整參數仍需進一步優化，提高砂輪修整的可靠性。修整過程中由于負載的變化降低了振動的穩定性，不可免地影響了修整效果，因此，應當考慮合理的修整參數，可靠的修整工藝，穩定的修整裝置，從而避免修整過程中的不穩定因素，使振動修整達到最佳狀態。
|
|
|
