基于高速高效磨削加工有关思考

发表时间:2021/6/9   来源:《科学与技术》2021年第29卷第5期   作者:马小龙
[导读] 随着现代加工业快速发展起来,对加工技术要求越来越高
        马小龙
        首都航天机械有限公司   北京市  100000
        摘  要:随着现代加工业快速发展起来,对加工技术要求越来越高,科学技术为满足应用领域的需求不断加快发展速度,各种新的技术应先出来,同时越来越多的新材料应运而生,使加工精度以及表面粗糙度更加符合要求。高速高效磨削加工技术的运用,可以对当前的工业发展环境有良好的适应性。各种新型磨料磨具以及磨削技术在磨削加工中应用,提高了磨削质量,加快了磨削速度,产品的加工进度加快了,为企业创造更高的经济效益。本论文着重于研究高速高效磨削加工技术。
        关键词: 高速度;高效率;磨削加工技术

引言:
        为了满足现代工业技术和高性能技术产品对机械零件各项指标的要求,就需要积极采用新技术和新设备,提高加工的精度,表面粗糙度得到改善,且完整性符合要求,由此提高加工质量和加工效率,保持加工质量的稳定性,各种先进的磨削技术应运而生,特别是高速度、高效率磨削加工技术的应用,给加工企业带来诸多的便利,创造更高的经济效益[1] 。各种磨削技术都有其自身的特点,高速高效磨削加工技术的优势主要体现为磨削的速度快、效率高,在加工企业发挥其应有的价值。科技在不断进步,磨削技术也在不断发展,要使高速高效磨削加工技术更好地发挥作用,就要对该技术深入研究。
一、高速高效磨削加工技术
        高效磨削为技术先进的制造工艺,有很多种,主要为强力磨削加工技术、高速磨削加工技术、砂带磨削加工技术、缓进给磨削技术、高效深磨技术等等。机械加工业应用高效磨削技术,不仅生产效率提高了,加工质量也大大提高,而且资金投入量减少,有助于企业提高经济效益。
(一)强力磨削加工技术
        强力磨削,通常所指的是深度大的磨削加工,如快速磨削,磨削深度可达1毫米至30毫米,与普通磨削相比较,可以达到100倍至1000倍,工件磨削的过程中,进给的速度慢,为每分钟5毫米至300毫米之间,工件经过一次加工或者几次加工成规定的尺寸,工作效率比较高,可以实现高精度加工精度[2] 。强力磨削加工技术比较适合坚硬材料的磨削,比如镍基合金的磨削以及硬化材料的磨削等等,采用高速磨削的效果更好。如果加工材料的磨削难度大,可以对毛坯进行铸造和锻造,然后直接磨削铸锻件毛坯,使其成为符合要求的零件。
(二)高速磨削加工技术
        如果磨削加工的速度非常快,超过每秒钟45米,此为高速磨削加工。采用这种磨削加工技术,速度甚至可以达到每秒钟50毫米至60毫米之间,生产效率可以提高30%至100%,砂轮有较高的耐用度,可以提高0.7至1,工件表面更加光滑平整,粗糙度能够降低50%,高速磨削线速度可以达到每秒钟250米,对于此经过每秒钟500米的超高速削试验,已经获得成功。
(三)砂带磨削加工技术
        砂带磨削加工技术的应用中,运动的速度非常高,磨具与轮接触中,砂带起到了连接作用,旧式的磨头组件包括驱动轮以及张紧轮等等加工工件,所采用的就是这种磨削方法[2] 。
        砂带主要为三个部分组成,即基体,磨粒和结合剂,通常会使用牛皮纸布、纸布和尼龙纤维组合在一起,在砂带有一层磨粒,都是精选的,粒度非常均匀,通过静电植砂就可以将磨粒间的位置确定下来。较为常用的结合剂是树脂,切削刃的等高性非常好,有较高的材料切除率,磨砂表面的质量非常好[3] 。
(四)缓进给磨削技术
        缓进给磨削技术的应用中,磨削深度增加,进给速度降低,砂轮与工件之间的接触面积增加,而且具有很高的速度比,以得到金属磨除率提高的目的。缓进给磨削技术的应用中,可以将大量的材料磨去,对于零件的加工有较高的精度。

缓进给磨削加工技术的应用中,切削深度会远远地超过普通平面磨削加工技术。
        缓进给磨削深度通常介于2.50毫米至6.35毫米之间,但是,砂轮的进给速度非常慢,有的时候仅仅为每分钟25毫米至375毫米之间,磨削加工的深度非常大,砂轮与工件有很大的接触面积,加工振动受到抑制。磨削零件的表面质量要比其它的磨削加工技术高,与常规磨削方法相比较,有很高的材料去除率。
(五)高效深磨技术
        近年来,高效深磨技术发展起来,其磨削的速度可以达到每秒钟100米至250米之间,高进给速度可以达到每分钟0.5米至10米之间,大切削深度可以达到0.1毫米至30毫米之间,这种高效深磨使将缓进给磨削加工技术与超高速磨削加工技术结合起来,在技术上实现了优势互补。与普通的磨削加工技术相比较,高效深磨技术可以运行一个磨削行程之后,多个工序可以一次性完成,包括车削加工、铣削加工、磨削加工等形成一个工序,完成精加工。应用高效深磨技术的时候,金属去除率非常高,要超过普通的磨削加工技术,表面质量也比较高。
二、高速高效磨削加工的实现途径
(一)将砂轮的速度提高
        高速高效磨削加工技术的主要功效使提高砂轮速度。提高了砂轮速度,磨削力减小,磨削能量降低,切屑技术得以改善。当车轮转速达到超高速状态的时候,会超过一定值,随着砂轮转速的提高,工件表面温度会相应地降低[4] 。
(二)充分发挥磨具的性能
        磨料特性会影响零件的使用性能、表面质量、边缘区域和生产效率。砂轮的特性取决于切割材料的种类、粒度、颗粒密度和粘合剂的特性。在加工脆硬材料的过程中,金刚石是主要的切削材料。在选择胶粘剂时,应充分利用磨粒的所有潜力。为了提高金刚石砂轮的性能,必须合理使用金属结合剂材料[5] 。金属粘结剂具有良好的耐磨性、耐高温性和导热性。通过充分利用多孔结构,可以采用冷磨的方式,能够有效地提高内压应力。为了使表面粗糙度达到0.1微米的精度,磨削时应使用非常小的磨粒。但磨粒尺寸越小,磨粒表面粗糙度越低,保持力越小。。
(三)合理使用高速高效磨削液
        高速磨削加工的过程中,气流屏障对磨削液造成了阻碍作用,导致其不能顺利地进入到磨削区。使用注入方法,适当地增加磨削液,使冷却效果和润滑效果有所提高,工件质量得到改善,砂轮磨损的程度减小[6] 。为了使磨削区冷却,将切屑冲走,使用喷注的磨削液需要有很大的动能,将砂轮运转中在周围产生的高速气流冲破,就可以让磨削道道磨削区,所以,磨削液需要增加流量,也需要增加压力。此外,要使高速高效磨削的表面质量良好,使磨削液高效利用,就需要保证磨削液的纯净度,其中不能有残留杂质,保证加工质量,避免对机床系统造成负面影响。
结束语:
        通过上面的研究可以明确, 磨削加工技术主要用于机械零件加工,使其符合安装要求。现在的磨削加工技术多种多样,而且依然不断发展,不仅磨削的效率提高了,精度也大大提高。随着自动化技术、智能化技术的普及,各种高速高效的新型磨削加工技术涌现出来,实现磨削加工的自动化操作,而且实现了智能化运行,由此扩展了磨削技术的应用范围,提高了该技术的使用价值。为了使高速高效磨削技术有效运用,在应用领域更好地发挥作用,就需要对该技术深入研究,更好地发挥其能效,推动中国机械制造业的加工水平不断提高。
参考文献:
[1] 耿召辉. 凸轮轴高速磨削加工质量影响因素分析及关键技术研究[J]. 汽车世界, 2019, 000(18):146-147.
[2] 张雷. 高速强力磨削在机械加工中的发展与应用[J]. 内燃机与配件, 2019,000(16):78-79.
[3] 陈永光. 尽情发挥金属磨削加工的专有能力[J]. 现代制造, 2019,000(17):22-23.
[4] 皇甫峻岩. 高速强力磨削在机械加工中的发展与应用[J]. 科技风, 2020, 407(3):148-149.
[5] 机械传动件深槽面磨削加工切削力和切削速度分析[J]. 内燃机与配件, 2020,000(16):67-68.
[6] 文平. 机械加工工艺对零件加工精度的影响及控制的思考[J]. 河北农机, 2020,000(1):42-43.



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