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高速砂轮的制造与选材

时间:2017-09-04     作者:http://www.shuzhishalun.cn/【原创】   阅读

  高速砂轮磨削是实现对难加工材料的高性能加工的一种很有效方法。研究表明增加砂轮线速度可以降低磨削力、工件的表面粗糙度和砂轮的磨损,或者可以提高生产效率。超硬磨料砂轮具有优异的性能,因而在高速磨削中有着广泛的应用。文章总结了高速砂轮设计和制造的有关研究情况,介绍了超硬磨料砂轮在高速磨削难加工材料方面的研究状况,最后还分析了高速砂轮存在的问题。

高速砂轮


    目前,在实际应用中,磨削速度在100m/s以上的磨 削被称为高速磨肖r。高速磨削是一种集高效、优质于 一身的先进制造技术。与普通磨削相比,高速磨削具有 如下优越性m:①材料去除率高,加工效率高;②磨削 力和工件受力变形小,加工精度和加工质量好;③砂轮 磨损减少,寿命提高;④可实现硬脆性和难加工材料的 高性能加工。
    由于高速磨削具有许多的优越性,因此,国内外许 多的研究机构和企业已经对高速磨削的机理与工艺以 及高速磨削涉及的相关技术,如高速机床、
高速砂轮、 高速主轴系统、磨削液供给和安全防护等都做了许多 研究工作,在近几十年间取得了很大发展。砂轮线速度 由初期的 60m/ s、80m/ s、100m/ s 发展为 200m/ s、 300m/ s、400m/ s……并且还在不断地提高,实验室最 高的磨削速度可达到500m/s。早在2002年,日本就利 用改制的磨床,已使砂轮和工件间的磨削线速度达到由于高速磨削存在巨大的离心力,易导致砂轮破 裂,因此,高速砂轮必须具有很高的强度以及良好的磨 削性能。下面就有关高速砂轮的设计与制造的研究情 况进行介绍。
高速砂轮的基体设计与材料选择
    
高速砂轮的基体设计必须考虑高速旋转时离心力的作用,并根据应用场合进行优化。常用的方法是通过 有限元法对高速砂轮基体强度进行分析和优化。研究了砂轮的结构参数和砂 轮形状对砂轮基体强度的影响。在高速旋转时,最大的 应力出现在砂轮内孔,该应力大小是引起砂轮被破坏 的关键因素。因此,在工艺及结构条件允许的情况下, 可尽量将高速砂轮制作成厚度和直径相对都较小以及 无孔的砂轮,或者在砂轮内孔区采取补强措施,这样就可以提高砂轮的回转破裂强度。另一方面,砂轮的截面 形状对应力分布和大小有很大的影响,通过对砂轮基 体进行截面形状优化可以大大降低应力的大小和改善 基体的应力分布,从而提高砂轮的强度和安全性。 
    对于高速磨削,砂轮的动平衡尤为重要,即使存在很小的不平衡量在高速磨削条件下,也将会产生很大的不平衡离心力从而使机床产生振动。因此,用于高速磨削的砂轮都需要进行动平衡,在使用时,最好在磨床上配置砂 轮在线自动平衡系统。同时,为了确保高速砂轮在实际 使用中的安全,合格的高速砂轮产品,必须在回转强度 试验机上,在无负载条件下,进行高速回转强度试验。