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        專用刀架磨削加工技術(shù)

        2014-08-23 11:12:04中國工程物理研究院四川江油621900董華超
        金屬加工(冷加工) 2014年18期
        關(guān)鍵詞:鉗口刀架磨粒

        中國工程物理研究院 (四川江油 621900)董華超

        我車間承擔(dān)了某設(shè)備部件刀架 (見圖1)的加工任務(wù),該零件總長700 mm,橫截面46 mm×43 mm。橫截面由相互平行和垂直的平面、斜面及圓弧所組成。在軸線方向上的6個(gè)橫截面各有一定數(shù)量的孔、槽,型面復(fù)雜,精度要求高,加工難度大。針對(duì)該零件的工藝特點(diǎn),經(jīng)過多次試驗(yàn),設(shè)計(jì)出一條切實(shí)可行的工藝路線,提高了生產(chǎn)效率,很好地完成了加工任務(wù)。

        圖1

        1.專用刀架加工工藝分析

        圖2 專用刀架形狀示意圖

        專用刀架如圖2所示,刀架材料為1Cr17Ni2,該材料屬于馬氏體耐熱鋼,其加工工藝性較差,整個(gè)零件各型面和各孔系相互關(guān)聯(lián),形成了較高的尺寸精度、形狀精度和位置精度要求。同時(shí)刀架屬細(xì)長類零件,型面復(fù)雜,找正裝夾難度大,因此要選擇合理的加工順序、裝夾方式,減少裝夾定位次數(shù),減少工件變形,以確保加工質(zhì)量。加工工藝路線如下:

        下料→刨方及臺(tái)階→時(shí)效處理→粗磨型面→數(shù)銑孔槽斜面及螺紋孔→刨圓弧→數(shù)銑外型面→精磨→鉗工攻絲。

        2.磨削加工路線和改進(jìn)措施

        根據(jù)磨削工藝,確定使用MM7132A平面磨床,選擇粒度46#、硬度K、組織6~8號(hào)、陶瓷結(jié)合劑的WA砂輪來磨削各面。

        (1)粗磨型面:工件經(jīng)過上道工序刨成方臺(tái)階,加工長度方向有0.12 mm的彎曲變形,如果將工件直接吸到電磁吸盤上加工,在吸緊力的作用下,工件因彈性變形而被吸平,加工后松開吸力將恢復(fù)彎曲變形狀態(tài),工件的平面度、平行度將被破壞。為防止這種情況發(fā)生,采取的措施是在吸緊工件之前用塞尺測(cè)量工件底面與吸盤之間的間隙,在縫隙處塞入相應(yīng)厚度的銅皮后再吸緊工件,然后以磨好的上表面做基準(zhǔn)加工下表面,這樣不會(huì)使工件產(chǎn)生彈性變形,保證了工件的精度。然后以這兩面為基面裝夾在精密虎鉗上磨削另外幾面,保證平面度、平行度及垂直度在0.02 mm以內(nèi),留精磨余量0.3 mm。

        (2)精磨型面:①磨基準(zhǔn)面A的改進(jìn)措施。工件經(jīng)過銑削,整個(gè)型面有一定彎曲變形,由于工件寬度基準(zhǔn)面太小,無法裝夾在虎鉗上,經(jīng)過分析采取活動(dòng)鉗口夾C面,固定鉗口夾R40 mm相接的平面,制作3塊等高墊鐵,使A面高出鉗口0.5 mm左右。②磨基準(zhǔn)B的改進(jìn)措施。吸A面縱向找正在0.05 mm磨階臺(tái),用深度千分尺測(cè)量太過煩瑣,制作了與臺(tái)階上公差相同的量塊,當(dāng)砂輪磨到量塊即到公差,這樣節(jié)約了測(cè)量時(shí)間,大大提高了效率。③磨刀架刃口方法。開始采用砂輪側(cè)面直接磨工件,因?yàn)楣ぜL度長,接觸面大,工件燒傷嚴(yán)重,并產(chǎn)生變形,無法滿足平面度、表面粗糙度和垂直度要求。工件刃口寬度1 mm,裝夾面太小,無法裝夾在虎鉗上。經(jīng)過多次分析試驗(yàn),制作了2個(gè)定位裝夾工裝如圖3所示,銷子上套橡皮管插入刀架腰形孔并與臺(tái)階端面貼合,銷子外圓與腰型孔外圓緊配合,夾緊工裝一頭與活動(dòng)鉗口接觸,使工件大面與固定鉗口貼合,兩頭用等高墊鐵支撐。

        3.磨削中需要注意的問題

        圖3 刀架精磨裝夾示意圖

        (1)不銹鋼的韌性大,熱強(qiáng)度高,導(dǎo)熱系數(shù)小,磨削時(shí)的熱量不易導(dǎo)出,工件表面易產(chǎn)生燒傷、退火等現(xiàn)象,導(dǎo)致磨削表面產(chǎn)生加工硬化,造成變形,其尺寸難以控制。而砂輪磨粒的切削刃具有較大的負(fù)前角,磨削過程中磨屑不容易被切離,切削阻力大,擠壓、摩擦劇烈。單位面積磨削力很大,磨削溫度可達(dá)1000~1500℃。同時(shí),在高溫高壓的作用下,磨屑易粘附在砂輪上,填滿磨粒間的空隙,使磨粒失去切削作用。應(yīng)及時(shí)修整砂輪,粗磨時(shí)砂輪要修整粗一些,精磨時(shí)砂輪要始終保持鋒利,以免過熱燒傷。修整后的砂輪兩側(cè)轉(zhuǎn)角處不允許有毛刺存在。

        (2)磨削過程中必須充分冷卻,以帶走大量的磨削熱和進(jìn)行沖刷,防止砂輪堵塞和工件表面燒傷。冷卻液必須清潔,不能混入磨屑或砂粒,以免將工件拉毛。磨削不銹鋼的磨削液一般選用冷卻性能較好的乳化液,或用含有極壓添加劑且表面張力小的磨削液。流量為20~40 L/min,砂輪直徑大時(shí)流量為80 L/min。

        (3)工件是細(xì)長類零件,剛性差,磨削中容易產(chǎn)生振動(dòng)讓刀現(xiàn)象,因此要增加輔助支撐來增加工件的剛性。

        (4)縱向進(jìn)給速度在10~25 m/min,選擇粗磨取大值,精磨取小值,夾緊力不能太大,吃刀量在0.01 mm比較合適。

        4.結(jié)語

        經(jīng)過實(shí)踐證明,在細(xì)長工件的加工過程中,通過上述改進(jìn)方案解決了工件燒傷、變形以及無法裝夾、不便于測(cè)量等難題,提高了生產(chǎn)效率,保證了工件質(zhì)量。

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