機(jī)床本身并不是達(dá)到高精度磨削加工的唯一秘方，砂輪和粒度、砂輪修整系統(tǒng)、軟件系統(tǒng)、操作員的智能等因素都對(duì)高精度產(chǎn)品的加工生產(chǎn)起著關(guān)鍵的作用。
zwAuF%U rytizbc 磨削加工成為人們?cè)絹碓綐酚谑褂玫募庸し绞�。為了滿足今天的高精度加工標(biāo)準(zhǔn)，磨削加工有時(shí)甚至已經(jīng)成為唯一的加工方式。隨著CBN砂輪價(jià)格的不斷下降，磨床已成為一種更加商品化的產(chǎn)品。通過充分采用更新型的磨料粒度，磨床及磨削工藝有了進(jìn)一步的提高和改進(jìn)�，F(xiàn)在，整個(gè)市場(chǎng)基本上被更加精密的磨床所壟斷。但是，機(jī)床本身并不是達(dá)到高精度磨削加工的唯一秘方，砂輪和粒度、砂輪修整系統(tǒng)、軟件系統(tǒng)、操作員的智能等因素都對(duì)高精度產(chǎn)品的加工生產(chǎn)起著關(guān)鍵的作用。下面我們分別對(duì)上述這些影響磨床加工質(zhì)量的因素加以介紹。
U6_1L,W !%5{jO1 砂輪和粒度
}V 9146 d9 sgk3K 美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)研究院（NIST）主要致力于高性能磨削工藝的研究。最近，NIST的研究人員正在尋求一種采用單層磨料（SLA）砂輪的高速磨削工藝。在一個(gè)加工案例中，他們采用一個(gè)254mm直徑的SLA砂輪，對(duì)其以14000 r/min的轉(zhuǎn)速和186m/s的表面線速度運(yùn)行時(shí)的情況進(jìn)行了研究。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，隨著磨削時(shí)間的增加，砂輪上裸露的磨粒增多，磨損面擴(kuò)大，出現(xiàn)連續(xù)的微粒磨鈍現(xiàn)象，磨削溫度和磨削力度也隨之上升，但沒有磨粒碎裂或脫落的情況發(fā)生。機(jī)械工程師們?cè)噲D了解進(jìn)給量和速度如何影響SLA砂輪的磨損，以便找到因平面區(qū)域磨損增加所造成的潛熱損壞的模式，預(yù)測(cè)可有效調(diào)節(jié)生產(chǎn)工藝的變量。
2X6y^f';\ ]4hXK!^Uu 為此，研究人員繪制了砂輪表面的顯微結(jié)構(gòu)圖。隨著砂輪以不同進(jìn)給量和不同速度運(yùn)行造成的磨損程度的增加，顯示出其磨粒大小、形狀和分布的變化。圖表顯示，某些砂輪的磨粒數(shù)量超過了實(shí)際所需要的數(shù)量，而且磨粒應(yīng)擴(kuò)散分布，而不是在砂輪表面“結(jié)殼”。NIST經(jīng)研究證實(shí)：當(dāng)使用SLA砂輪時(shí)，不應(yīng)該以同樣的進(jìn)給量和速度去磨削每一個(gè)零件，因?yàn)槔硐氲那邢鲄?shù)會(huì)隨著砂輪磨損程度的不同而不斷變化。應(yīng)區(qū)別對(duì)待不同的加工零件，并適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)變量，這樣就可以大大降低每一零件的加工成本，也不會(huì)浪費(fèi)未經(jīng)使用的大量砂輪磨粒。
iiRK3m YM#XV*P0 q 要想獲取足夠的信息預(yù)測(cè)砂輪的切削參數(shù)，這就要求SLA砂輪磨粒的形狀和尺寸必須是規(guī)則的。如果用戶知道砂輪的顯微結(jié)構(gòu)圖，而且砂輪的表面是一致的，那么就可以對(duì)切削變量進(jìn)行編程，以補(bǔ)償砂輪的磨損參數(shù)。
g]jtVQH'] AV%Q5Mi} 砂輪修整系統(tǒng)
[IW@ mn> z.[L1AGa|s 研究表明，CNC數(shù)控修整裝置及發(fā)聲傳感器的使用，降低了磨削周期時(shí)間。最新的修整技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用到相對(duì)比較特殊的機(jī)床、砂輪設(shè)計(jì)或生產(chǎn)應(yīng)用之中。例如，ELID磨削是一種在加工過程中使用電解修整砂輪和常規(guī)機(jī)械磨削相結(jié)合的新穎磨削方法。在有選擇地使用結(jié)合劑的基礎(chǔ)上，能實(shí)現(xiàn)高效磨削和鏡面磨削。同樣，用于金剛砂輪和CBN超級(jí)磨料的新型玻璃狀粘結(jié)劑，對(duì)那些特殊應(yīng)用領(lǐng)域中使用的砂輪修整系統(tǒng)提出了新的要求。
E 8IWHh_ =Xo Nk1 客戶對(duì)于砂輪有非常明確的要求，比如更好的尺寸公差、錐度和正圓度，特別是在汽車工業(yè)和軸承應(yīng)用領(lǐng)域。因此，希望能將材料的磨削率提高到16.39cm3/min，同時(shí)使Cpk值保持在1.33或更好的水平。確保軸承零件更好的正圓度和表面光潔度非常重要，它將有助于減少摩擦力，降低噪音和咔嗒聲，延長(zhǎng)使用壽命。
n>iPA D #=$4U!yL 圣戈班公司就重點(diǎn)對(duì)經(jīng)過改進(jìn)的多孔性砂輪過進(jìn)行了研究。
r$ 0=b
- }KZ/>Z;^ 不管采用普通的磨料還是用CBN材料，凡是在精密的汽車磨削加工應(yīng)用領(lǐng)域，砂輪都應(yīng)采用玻璃狀粘結(jié)劑膠合制成，這可以使磨料具有更佳的粘結(jié)力，獲得更高的磨削比。砂輪的多孔性可以使砂輪將更多的磨削冷卻液帶到切屑弧區(qū)，而且也能給磨削切屑保留更大的空間，這樣可降低磨削區(qū)內(nèi)零件與切屑之間的相互摩擦。砂輪中磨料的體積通常用組織（普通磨料）或濃度（金剛砂或CBN材料）來描述。一般而言，凡是在接觸面積較大以及對(duì)金相結(jié)構(gòu)損壞靈敏度較高的應(yīng)用領(lǐng)域，如蠕動(dòng)進(jìn)給磨削、雙盤或高合金鋼一類的材料，應(yīng)使用組織疏松或濃度較低（磨料體積較�。┑纳拜啞Ｊジ臧喙拘碌钠胀チ霞夹g(shù)能夠獲得較疏松的砂輪組織，而不需要采用人工多孔性方式。
%zX'u.}8# PQf FpmG 美國(guó)Truing Systems公司生產(chǎn)修整砂輪用金剛砂滾子和砂輪修整塊，其產(chǎn)品的公差達(dá)到0.5 mm，具有很高精度的球形尺寸,使用標(biāo)準(zhǔn)也由過去的Ra16提高到現(xiàn)在的Ra4。在20世紀(jì)90年代，硬質(zhì)材料的車削加工曾一度占領(lǐng)磨削加工的市場(chǎng)，但現(xiàn)在的情況恰好相反。我們可將這一變化歸因于CBN材料的價(jià)格下降，以及磨削加工更適于較硬材料的加工。
EiT
raWV"O 2|Tt3/R n Truing Systems公司通過削減修整周期來降低磨削周期時(shí)間，提高砂輪的一致性。此外，粗糙的材料會(huì)加劇砂輪的磨損，因此要求采用一種更粗糙的修整系統(tǒng)。
R
