砂轮修整范文.ppt

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砂轮修整
修整过程是磨削过程的一部分
修整的目的： ① 使砂轮具有一定的几何形状（简称修形）； ② 使砂轮锐利，具有一定的粗糙度（简称修锐）
CBN砂轮修形需先修形，再修锐分两步； 普通刚玉砂轮修形和修锐同时进行。
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大颗粒天然金刚石刀成形法
这是一种传统的蜗杆砂轮修整方法，它以一通过砂轮轴线的直线 刀刃，按螺旋线走动而在砂轮上得到阿基米德螺旋面。用这种曲 面砂轮加工渐开线齿轮会造成原理性误差，单当螺旋升角很小时， 它与螺旋溅开面很接近，误差可以小到忽略不计，但修整砂轮时 需要大颗粒的天然金刚石刀，特别是对于模数较大的砂轮，要一 次一次地接刀，再此之前还需在机床上更换修整装置，分别对砂 轮进行齿根切槽和外圆修整，显然，采用这种方法，修整砂轮费 时费事，极不方便，一不小心还会崩刀。在我国，由于大颗粒天 然金刚石货源少，价昂贵，需耗费大量外汇从国外进口。因此， 曾给我国发展生产和应用蜗杆砂轮磨齿机造成过许多困难。 图1所示
磨削过程中砂轮有效粗糙度的变化：
① 不同的修整导程只影响磨削开始时的初始粗糙度，随着磨削时 间增加有效粗糙度趋于一致；
② 不同砂轮对有效粗糙度的影响；
③ 不同磨削方式，有效粗糙度随磨削速度与切向进给速度的比值 的增大而减小，深磨时有效粗糙度较小；
④ 有效粗糙度随接触条件、切除量、切除率、工件材料，砂轮特 性及磨削液等参数的变化而改变。
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钢挤轮挤压法
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金刚石滚轮修整法
采用了工作表面镶嵌（布满）了许多小颗粒金刚石回转工具 修整砂轮。但由于工具本身为回转体，工作时又被独立驱动作高 速旋转，因此，它不仅能修成精度很高的砂轮曲面，而且在修整 效率、工具寿命以及操作简便等方面，都大大优于大颗粒金刚石 刀。
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磨削原理
磨削是从零件上切除金属以得到高几何精度的最适宜的方 法之一。然而，磨削过程是极其复杂的，并且研究起来也极困 难。因为由具有形状、分布和相互高度极不一致的高硬度磨粒 所产生的单个磨屑的尺寸很小很小。磨削加工按其方式不同进 行分类。一种常用的方法就是根据砂轮是否进行修整，或根据 砂轮的磨损是否足以使其本身自锐来区分。
形状位置误差
过
温度
表面完整性
成本
程
产量
时间常数
寿命值
计算值
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磨削方法
磨削
平面磨削 外圆磨削 螺纹磨削 展成磨削 成形磨削 仿形磨削
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磨削过程的粗糙度
砂轮表面粗糙度与有效颗粒及其分布有关；
砂轮有效粗糙度对工件粗糙度的影响，决定于磨削速度与切向 进给速度的比值，普通往复磨削为20～100；深磨削为10³～ 10⁴；
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数控砂轮修整器成形优点
可以采用国产小颗粒人造金刚石滚轮代替进口的大颗 粒天然金刚石工具。 使用一个滚轮可成形出多种加工形面。 编程轨迹位移速度设定，避免了成形滚轮修整砂轮时 粗糙度不一致的问题。 各修整形面过度弧面更加光滑。 提高了砂轮修整效率。 修整线速度、滚轮转速、成形线速度等参数可调。 系统在运行时，通过补偿可降低对滚轮的精度要求。
1) 双顶尖支承式
2) 组合式
3) 整体式
金刚石滚轮主轴应具有足够的刚性和旋转精 度。
修整时必须使用容量和压力与磨削时相同的 冷却液冲洗和冷却。
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双顶尖支承式
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组合式
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整体式
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影响磨削性能的重要因素
修整参数的影响
1) 修整参数的影响 2) 金刚石粒度的影响
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金刚石刀修形法
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钢挤压轮成形法
这种方法采用成形的高速钢轮，在砂轮
低速回转的情况下，径向进给与砂轮接 触，慢慢挤压砂轮，形成砂轮曲面。采 用这种方法虽然修形效率很高，修出的 砂轮较为锋利。但由于钢挤轮与砂轮相 比，材料太软，磨损较快，使用寿命极 低，对于精度较高的磨削工件，钢挤轮 修整过砂轮一次就要修磨，挤轮精度要 求很高，制造和修磨都相当麻烦。
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金刚石滚轮修整砂轮的特点
修整效率极高。 金刚石滚轮的使用寿命极高（可修次数达几万 至几十万次）。 可通过由高精度模具制造出高精度金刚石滚轮， 修整出其它方法无法获得的高精度的砂轮工作 形面。
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金刚石滚轮修整必要的机械条件
金刚石滚轮与砂轮应有一定的相对速度。一 般在磨床上使用的修整装置由下面三种方式：
在许多情况下，已加工表面的质量是人们所追求的目标，这 包括如下几项：
1.表面粗糙度
2.表面残留应力
3.由热引起的损伤
氧化与烧伤
退火（温度过高）
表面裂纹
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数控砂轮修整器的基本原理
精密的两轴联动平台通过数控系统对伺服 电机的控制，编程实现所需的运动轨迹，精密 高速电主轴驱动金刚石滚轮对砂轮按运行轨迹 修整。
金刚石滚轮及修整器应用
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磨削过程特征参数
修整过程
➢ 砂轮 ➢ 安装条件 ➢ 相对运动 ➢ 修整工具
机床
➢ 坐标系统 ➢ 相对运动 ➢ 磨削时间
工件
➢ 几何形状 ➢ 工件材料
砂轮
➢ 特征 ➢ 几何形状 ➢ 地形图
其它条件
➢ 冷却
所测的变量
力、功率
力矩、能量
磨
磨削量
工件粗糙度
削
支承面积比例 工件尺寸误差
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滚轮修整砂轮时的修整力
欧洲科学家克莱姆和赛得曼都探讨了砂轮修整过程中 所产生的径向力，克莱姆根据短期的试验结果指出， 在每厘米接触宽度上的径向力不到1公斤力/厘米（<10 牛顿/厘米）。赛得曼研究了修整时径向力与金刚石滚 轮的速比Vr/Vs=1时，最大的径向力约为7公斤力/厘米 （70牛顿/厘米），滚轮和砂轮在接触点上的速度矢量 为顺向。而当Vr/Vs=-1时，滚轮和砂轮在接触点上的 速度矢量为逆向，径向力随着速比的降低而减小，仅 为2.6公斤力/厘米（26牛顿/厘米）。修整时的径向力 随着滚轮进刀量的增加而成直线增大。
修整参数的影响
速比 光修转速（或光修时间） 进给率 修整电机功率
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金刚石粒度的影响
设计金刚石滚轮及砂轮修整器时，除了考虑修整参数 对砂轮的磨削性能有较大的影响外，金刚石的粒度对 磨削质量和磨削效率同时产生明显的影响。例如，我 们采用粒度为60号的金刚石制造的内镀法滚轮修整双 圆弧砂轮，磨削1m滚珠丝杠常常出现烧伤，几乎无法 磨出成品。后来，仅增大了金刚石颗粒的尺寸，改用 20号粒度的金刚石滚轮，修出的砂轮的磨削性能显著 提高了，不再发生磨削烧伤。