瑞士斯图德公司s系列外圆磨床_四_杨钦澄

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1、瑞士斯图德公司 S 系列外圆磨床(四) 北京第二机床厂杨钦澄陈耀昌刘德诊何文立 上海磨床研究所陈均蔡开麟 五 、 磨削新技 术 1 . 缓进给磨削 在 S 系列中84。 、 8加 、 870 三种系列的外圆磨床均可实现缓进给磨削工序 。 1)缓进给磨削动作分为三步(图赶) : ( 1) 工件不转 , 带有或不带纵向移动(短的 反向 行程) , 砂轮直接进刀至预定直径处;稗)工件缓慢旋转 , 进行外圆磨削 , ( 3)当工件旋转一周 后 即自动转为正常外圆磨削 , 砂轮精进给光磨至预定尺寸后退刀 。 2) 缓进给磨削优点 : (1 )减少操作时间 , 操作时间可以达到通常切入磨削的6 0多;归)

2、 对断续加工表面的磨削 , 可缩短空载时间;( 3 )具有大的磨削性能 ; ( ) 可在一次加工工序中 进行粗磨与精磨;(5 )对陶瓷结合剂砂轮 , 可减少磨损 。 3) 缓进给磨削对机床的特殊要求 : (1 )头架通常磨削时工件转速 为3 5 750 转 ,/ 分 , 缓进给磨削时工件转速为 0 . 0510转/分 , 断续加工表面磨削时工件超越转速为11 0 转/分 , 工件驱动电机功率加大为 1 . 1 千瓦 。 为了磨削断续加工表面(图 1 23) , 使工件能准 ! ! !亚卫。 。 。巨巨回0 0 0 回回回回 画画 图123缓进给磨削断续表面 图 12生 转速区域角预选 停于空刀

3、处 , 头架设有准停动作 , 工件有缓进给转速恢(“角) 、 超越转速、(月角)和 正常磨 削转速吸三种不同的转速 。 此三种不同转速可自动转换 , 其中转速区域气月角均可从头架 上的拨码开关中预选(图 1 24 ) 。 归)砂轮架及横进给机构由于缓进给磨削初始时有较大 的切深 , 故横进给机构应有足够的刚性 , 有三种径向切入量 , 标准型为直径 1 . 7毫米 , 专用 型为直径3 . 4 毫米 , 特殊型可达直径 30 毫米 。 砂轮驱动电机功率为 6 . 25 或 7 . 5千瓦 。 由于 此种磨削特别适用于磨削硬质合金工具 , 例如镶片铣刀 、 成型铣刀等 , 通常采用 金 刚石砂轮

4、 , 单位时间内金属切除量 Q一35 50 毫米a /秒 。 蜀三种典型的缓进给磨削程序 : (1 ) 缓进给磨削程序 I一工件按缓进给磨削转 速味旋 转 ; 砂轮切入达到预定切深处;工件按缓进给磨削转速叭回转一周;工件转为正常磨削转速 场进行精磨 。 ( a ) 缓进给磨削程序且 一工件准停于圆周上一定位置; 工件按缓进给转速叭回 转一周 ; 当工件为断续表面时可按超越转 速、跨过间 断面(手 动 或 用消除空程装置 氏二滋o tr )n ; 工件转为正常磨削转速气进行精磨 。 (3)缓进给磨削程序且 I - 工件准停于 圆周 上一定位置 ; 砂轮切入达到预定切深处 , 工件按缓进给磨削转速

5、、 和超越转速气回转而缓 进给磨削角和超越角可按拨码开关预选 。 2 . 内外园 同时磨削 内外圆同时磨削适用于磨削对于表面不适宜装夹的工件 、 内孔与外圆同轴度有高要求 的精密工件和大批量生产的工件 。 斯图德公司在 RHU650 /lo o0D 或E型的工作台上取下 尾架 , 安装一套 内圆磨削装置(图 12动 , 这套装置有自己的磨削和砂轮修整程序 。 内圆磨具 主轴由高频电机或气压驱动 , 内圆磨削装置具有有纵向调整位置和进给传动的横 向滑座以 补补补补补补补补补补 、 、 、 、 、 、 、 百一公拿拿l l l l l l l l l l l _ 自 彗 份份份 一一一一一叼 甲燕

6、 燕燕 . . . . . . . ! , , , , 图1 25 内外圆同时磨削图 12 6 典型磨削工件 及可以自动翻转的内圆砂轮修整器 。 典型磨削工件如图 12 6 所示 , 外径 35毫米对 内径le 毫米的不同轴度要求不大于 0 . 0皿毫米 , 该内径和外径上 的不圆度要求不大于 0 . 00 1 毫米 。 图126中N 3、 N 4、 N : 分别等于凡0 . 1 、 0 . 2 、 1 . 6微米 。 内圆磨削装置可独立完成快速 引 进 、 粗磨 、 精磨 、 缓进给磨削 、 往复运动 、 退出和砂轮修整往复运动 , 在纵向内磨时的无火花磨 削 、 端点逗留 , 砂轮修整量的

7、预选和砂轮主轴偏挠的补偿 。 进给和快速引进用直流电机 , 0 位挡块的 调整位置和补偿用步进电机 , 数字显示内磨砂轮的X/Z位置 。 内外圆同时磨削的过程如下 : 劝内外圆磨削循环同时开始 , 快速引进到预定位置 , 以粗进给开始外圆磨 削 , 同时先以 粗进给然后转精进给进行内圆磨削(图127) 。 苏苏苏苏挤拱 一一 1 1 1 - - -民扛下、 、 、 、刁 刁 . . . . . . . . . . . . . . .t .、. 、 一一 吃吃吃:个:卜卜 : : 心 之之 弥弥弥扮弥玲扮: : : 全 辈辈辈辈辈 创创创创创创创创创创创创创创创创创 曰曰曰曰曰炙之 刁 刁口卜

8、二 .义奋 1 1 1 跳跳跳跳跳跳跳跳傲遨 馨行行 l l l l l 图127 内外圆同时磨削示 意图I 图128内外圆同时磨削示 意图1 1 . 3 8 2 )内磨砂轮移动到修整位置 , 内磨砂轮修整器 自动翻转 , 砂轮向金刚石进给并进行修 整 , 外圆磨削继续进行(图 1 25 ) 。 3 )内外圆继续磨削或作无火花磨削 , 磨到预定尺寸后 , 由测量装置控制内外圆磨削循 环或借机械o位挡块停止内外圆磨削循环 , 内外圆砂轮各自退回到原始位置(图 129) 。 一一 . 了了 该 18 冬 O 叮叮节 节 一 队队甲 二二 男脚 取台长 长 . . .l 什卜 . - - - - -

9、 . 甲甲 ( ( ( 厅 卜刊刊刊刊 , ,. . . . . . . . . 弓弓卜卜 位 17 /之O 位 . 2 1 图129内外圆同时磨削示意图 11 1 图1 3 0 轴肩配磨工作原理图 I 3 . 轴肩配 磨 在控制阀中阀杆上轴肩与阀套中槽台端面间要求很精确的相对尺寸 , 由于 阀套中槽台 端面的尺寸难以测量 , 故一般无法实现互相配磨 。 斯图德公司创造了一种新型的配磨 , 即采 用一流体试验座 , 向各成对组装的阀杆阀套的槽内用泵压入气体或液体 , 以取得阀杆轴肩与 阀套槽台端面间的尺寸 , 输入微处理机与标称值相比较 , 然后 , 将数据输入磨床 , 自动磨除相 对 轴肩上

10、的余量 。 如图1 3 0所示 , 待测阀杆1与其相配阀套 2 安放在试验座 3 内 , 通过管道 4用泵将气体 或液体压入试验座 , 调节处于位1的螺杆实现阀杆的轴向位移 , 从而改变了通入的气体或液 体介质的流速 , 这样使浮动体 6上升或下降 , 由此在位置记录仪 8 中即可得出相应的读数 值 。 用这种方法就能记录每一 阀杆的 一个或多个测量点的测量数据 。 在微处理机内计算器传递与理论 0 位流速位置相对比的重迭 量A 。 到D 。 并将这些 重迭 量分别 与标称值 A 到刀相比较 , 此后阀杆轴肩的正确磨削余量 。 到 d(图131 ) 就能计算出 来 。 将这些信息 。 到 d直

11、接或通过输入 输出单元例如打印设备或磁带装置输入到控制 单元 17 。 用长度位置调节测量探测器P : 将工件在磨床上调节到正确位置(图 131 ) 。 这是轴向 目目口 目目 纹纹:刃 , , 月月月 图 131 轴肩配磨工作原理图1 1 调节使待磨轴肩处于相对砂轮的正确位置 。 使用从 P : 和基准点乃以及通过微处 理 机 所 得到的数值使在测量控制单元上的指针达到磨除余量 d 的相应位置 。 长度位置调节单元 1 将工件相对砂轮进给 , 磨削轴肩 。 这样 , 在测量点几和基准点几间的距离扩大直至指针逐 渐下降到所需的 O点为止 , 依靠控制单元 8停止磨削并退出砂轮 。 当这磨削操作

12、完成时 , 为 了保证距离V , 由P : 进行控制 , 在第二轴肩上磨除预先计算的磨削余量 b 。 工件调头后用 上述相同方法磨削其余轴肩 , 磨除计算出来的磨削余量 。 和 。 按照磨削余量和所需精度 , 磨削加工能在一次或多次运转中完成 。 最后磨削后 , 测量控 制(图 130 ) 能再次执行 , 并可由读出装置2 1打印出最后数据 。 上述轴肩配磨 , 由于使用了有编程和计算能力的微处理机 , 从而实现了全自动轴肩配 磨 , 节省了大量工时 , 提高了磨削精度 。 六 、 磨削过程中的冷却 1 . 冷却切肖 任 介质 劝概述在磨削过程 中工件与砂轮接触点处产生大量切削热 , 影响切削

13、热的因素 为 ( 1)砂轮 : 磨料 、 粒度与结合剂; ( 2 ) 工件 : 材质(化学成份) 、 抗拉强度 、 硬度与导热性能 ; (3) 磨削过程中其他 因素 : 工件与砂轮的相对速度 、 进给率 、 切削深度 、 工件与砂轮接触面积的 大小 、 磨削过程 中的系统刚度与抗振性以及冷却切削介质的性质与使用 。 斯图德公司在其有关资料中对冷却切削介质 的选择和使用进行了比较详细的分析 。 2) 各种冷却切削介质 的特性在磨削过程 中由于工件与砂轮磨粒间的摩擦 、 工件材质 受到剪切 力以及从工件材料形成切屑所消耗的弯曲能而产生热量 。 摩擦过程可看作是表面 能量化的步骤 , 即是和磨削砂轮

14、表面层能量相比 , 被磨工件材料表面层能量愈低 , 产生的力 愈小 。 因此使用冷却切削介质的首要目的是在减少被磨材料表面层的能量 。 目前较为普遍使用的冷却切削液是具有各种添加剂的水 、 具有矿物油或合成油的水乳 化液以及纯矿物油或合成油 。 (1 ) 具有各种添加剂的水 : 水是吸收热能的 良好介质 , 这是由于水具有约 1千卡/公斤 摄氏度的比热容和 0 5千卡/米小时摄氏度的导热率 , 然而它并不适合于大多数材料加工时 减少工件表面的能量 。 添加各种化学制品的添加剂例如碳酸钠 、 硝酸钠 、 聚合偏磷酸盐 、 在 某些情况下甚至添加卤素 , 可以改善润湿性 、 提高冷却效果 。 在特

15、殊情况 下 , 例如加工含被 的合金时 , 采用碳酸钠或铬酸钾 的添加剂可达到很好的冷却效果 , 但由于被具有毒性 , 会损 伤皮肤 、 粘膜和呼吸道器官 , 故机床必须处于全密封条件下工作 。 (2)具有矿物油或合成油的水乳化液 : 乳化液的优 点在于它不但有 良好的润湿性 能 , 而且因其具有水的高比热容和高导热率 , 故能减少表面层的能量 。 乳化基液的配比和成份 决定了乳化液作为冷却润 滑介质的特性 。 为了减少表面张力 , 也可将上述类似添加剂加入 通常使用的矿物基础油中 。 对于磨削过程 中所用的乳化液 , 应采用 pH 值约为 7 、 氯化物含 量低于 1石o毫克 /升的洁净中性

16、水 。 乳化液中水的总硬度约为 1020 “ 己 。 水的硬度如果低 于 5 “ d 则将产生泡沫从而造成一定的不 良冷却效果 。 水的硬度太高(超过 25 “ 司则使乳化 液性能不稳定 , 并将腐蚀工件与机床 。 如乳化液中乳化剂的含量低而矿物油含量高 , 将产生 牛奶状的乳化液 。 提高乳化剂比例和减少矿物油含量将导致乳化液清沏度的增加 。 (3)冷却切削油 : 用纯油来作冷却切削介质有增加砂轮与工件间润滑作用 的优点 。 因 此 , 冷却切削油一方面可减少热能的扩展 , 另一方面使切削力减少 。 然而冷却切削油也有缺 点 , 比热容仅为0 . 4 5千卡/公斤摄氏度 , 而导热率只有 0 . 1 2千卡/米小时摄氏度 。 在磨削加工中 , 为了减少在工件与砂轮间特别在金属磨除区域由摩擦而产生的热量 , 在 冷却切 削油中加入极压添加