高精度鈦合金細長軸磨削策略研究

上傳人:冷*** 文檔編號:19746232 上傳時間:2021-01-13 格式:DOCX 頁數(shù):3 大?。?3.28KB
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1、高精度鈦合金細長軸磨削策略研究 磨削難點 1.因為鈦的熱導率小,磨削熱積蓄在加工點,所以磨料的磨損大,其結果易產(chǎn)生磨削過燒,不僅表面粗糙度大,而且表面產(chǎn)生開裂燒傷。鈦的化學活性很高,切屑附著在磨粒上,由于粘附物與鈦合金磨削表面還要再接觸,在磨削力作用下造成粘附物脫落,導致磨粒的破碎與脫落,使砂輪磨損嚴重,磨削比下降,并造成零件幾何形狀誤差增加,形位公差不易控制。 2.細長軸是指L/d≥20倍的軸類工件,尺寸公差、形位公差都比較小,表面粗糙度Ra≤0.8。細長軸的剛性差,在外力及自身重力的作用下,都易產(chǎn)生彎曲變形,形位公差難以保證。 解決

2、方法 1.機床 檢查并調整機床,確保砂輪主軸的回轉精度高于0.001mm,主軸與軸瓦的間隙0.01mm~0.015mm,砂輪架相對于工作臺的震幅小于0.001mm,橫向進給機構的靈敏度高,重復定位精度誤差小于0.002mm/10次,工作臺在10mm/min的低速下無爬行,頭尾架系統(tǒng)剛性好,采用小彈性的尾頂尖支承。 2.砂輪 1)砂輪的選擇 砂輪由磨粒、粘合劑和氣孔三要素構成,其磨削性由a、磨料,b、粒度;c、粘合程度;d、組織;e、粘合劑五個要素決定。一般對鈦合金材料特性,磨料種類按照以砂輪磨削性能為標志的磨削比(單位時間磨削量/單位

3、實際砂輪磨損量)的順序排列為SDC>CBNC>GC>W(wǎng)A>AZSDC:涂復金屬的合成金剛石CBNC:立方氮化硼GC:綠色碳化硅磨粒WA:白色氧化鋁磨料AZ:氧化鋁、氧化鍺磨料但綜合使用方便、價格上考慮,磨料種類以綠色碳化硅磨粒較為合適,根據(jù)其材料特性和加工精度要求,砂輪磨料粒度選用60#,粘合程度中級K較為合適,在精加工微量進給磨削中,應特別注意防止磨削過燒,以結合力大,易使粘合程度和氣孔變化持久性好的陶瓷型最佳。所以,砂輪采用GC60KVP。 2)砂輪的改制 把砂輪改制成表面帶四個右旋的螺旋溝槽,因為螺旋槽砂輪磨削是以砂輪表面螺旋槽的一側邊緣縱向磨削為主,砂輪表面徑向

4、壓力磨削為輔,四個螺旋槽側邊實現(xiàn)磨削,因此它的磨削效率可大大提高。由于多螺旋槽在單位時間內(nèi)縱向磨削數(shù)增加,從而可以減低磨削壓力,提高軸的精度,降低表面粗糙度值,此外,因為砂輪表面有螺旋槽,高速旋轉時在螺旋槽內(nèi)形成一個負壓腔,周圍空氣高速沖向此腔,形成氣流冷卻。脫落的砂粒及切屑順螺旋槽溝排出,使切屑不易阻塞砂輪表面,同時澆注切削液,切削液很容易地被吸入螺旋槽內(nèi),工件與砂輪發(fā)熱減少,使加工工件表面光潔,生產(chǎn)效率提高。 3)砂輪的修整 加工中用金剛石筆對砂輪進行修整,粗磨每次橫向進給量0.01mm~0.02mm,縱向進給速度50mm/min,精磨每次橫向進給量0.005mm~

5、0.01mm,縱向進給速度20mm/min,最后作一次無進給光走刀完成對砂輪的精細修整,使砂輪表面獲得較好的等高性和微刃性。 3.磨削液的選擇 在鈦合金的磨削中,磨削液的使用非常重要,它具有冷卻、潤滑和沖洗作用,是不讓切削粘附在砂輪上,防止磨削過燒所必不可少的。一般水溶性磨削液不能得到良好的磨削比,而含有大量氯的比較合適,如含有氯化聚氧乙烯醚,磷酸三鈉,亞硝酸鈉,三乙醇胺等成分的QTS-1磨削液對鈦合金的磨削加工效果較好,但成分含有氯,易造成零件腐蝕,所以加工后一定注意清洗。另外增大供給磨削液的壓力也有助于改善加工的粗糙度和磨削比,因此改造磨削液的出口,使減小出口得到一

6、定壓力的磨削液直接帶有壓力噴注在砂輪和工作接觸弧面,工作溫度降低。磨粒切入通過后被急速冷卻,表面殘余拉應力減小。隨噴嘴壓力提高,切削點由拉伸型變成壓縮型,它是使疲勞強度降低的有效方法。同時進行噴嘴沖洗,防止砂輪表面的糊住。 4.由于零件精度要求高,采用機床對頂研磨中心孔。按常規(guī)給中心孔加入潤滑機油后,發(fā)現(xiàn)研磨用硬質合金頂尖磨損快,改為采用加注鈦合金切削油,可以減少對頂尖的磨損,保證了中心孔的質量。 5.由于光軸是細長零件,為了更好的保證形位公差及質量,在零件中部安裝一個開式中心架,也可以較好克服中間凸、中間凹或母線不直的現(xiàn)象并提高工作效率。使用中先用切入法磨削工件中部,切入速度要慢,粗磨時,每次切入量0.02mm-0.04mm,外圓粗糙度Ra≤0.8,外徑跳動在0.01mm內(nèi)即可,精磨時外圓每次磨光量為0.005mm,經(jīng)過精細磨削粗糙度Ra≤0.4mm,外徑跳動≤0.004mm.,精細的調整支撐點,以消除中間凸、中間凹或母線不直的現(xiàn)象,確保零件的形位公差。 效果 通過采取以上措施,克服了鈦合金易粘附砂輪,零件過燒現(xiàn)象??朔思氶L軸的磨削易彎曲變形,產(chǎn)生腰鼓形的難點。在光軸加工中,產(chǎn)品一次性交檢合格率達到100%。 本文

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