【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 磨削 ,均有很大進(jìn)步 ,天津機(jī)床廠還發(fā)展了 MKL7132 型數(shù)控緩進(jìn)給強(qiáng)力磨削機(jī)床 ? 迅速發(fā)展高效砂帶磨削 工藝 ,例如對(duì)汽油機(jī)葉片工作面加工 ,鎳材及鈦材的磨削 ,190 發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸蓋磨削 ,合金鋼線材 ?帶材磨削 ,大型寬鋼板表面磨削專用尤門式磨床的開(kāi)發(fā)等 (東北工學(xué)院 ?湖南大學(xué) ?華中理工大學(xué)等 )?由于鄭州第二砂輪廠成功地引進(jìn)了寬砂帶靜電植砂全套設(shè)備 ,并且年產(chǎn)量達(dá)數(shù)百萬(wàn)平方米 ,因而為今后在國(guó)內(nèi)更廣泛應(yīng)用砂帶磨削創(chuàng)造了很好的條件 ?沈陽(yáng)地區(qū)的礦山機(jī)器廠 ,重型機(jī)器廠對(duì)砂帶磨削均有不同的開(kāi)拓應(yīng)用 ?重慶大學(xué)青年工學(xué)碩士黃云同志和重大機(jī)械廠在科研和生產(chǎn)相結(jié)合方面 ,成功地闖出了一條新路 ,研制成功并取得了多種型號(hào)有自己專利的砂簡(jiǎn)易磨床 ,現(xiàn)已 達(dá)到年產(chǎn)數(shù)百臺(tái)規(guī)模 ? 發(fā)展重負(fù)荷磨削 ?磨削速度已達(dá) 80m/s 及壓力250~500kgf(2500N~5000N)以上使金屬去除率大大提高 ?冶金行業(yè)近年自國(guó)外引進(jìn)不少高效鋼坯磨床外 ,由冶金部組織東北工學(xué)院 ,蘇州冶金機(jī)械廠等單位開(kāi)發(fā)了 YLM1 型雙面立式半自動(dòng)修磨生產(chǎn)線 ,填補(bǔ)了當(dāng)時(shí)的國(guó)內(nèi)空白 ?重慶特殊鋼廠發(fā)展的鋼坯磨削技術(shù)在生產(chǎn)中經(jīng)過(guò)多年考驗(yàn)證明是成功的 ?在這方面第三砂輪廠已擁有大批量生產(chǎn)高速重負(fù)荷砂輪的技術(shù)能力及生產(chǎn)能力 ,第三砂輪廠不僅已對(duì) 63m/s 250~500kgf 砂輪進(jìn)行了鑒定 ,而且也已試制了 80m/s重負(fù)荷砂輪 ,在磨料方面已采用了粗粒度剛玉 ,燒結(jié)剛玉及二者混合壓制燒結(jié)產(chǎn)品 ,得到了用戶歡迎 ?從磨削科技進(jìn)展看 ,在高速重負(fù)荷磨削方面由于寶山鋼廠 ?大冶 ?大連 ?長(zhǎng)城 ?齊齊哈爾諸鋼廠引進(jìn)國(guó)外許多鋼坯磨床 ,而促進(jìn)了重負(fù)荷磨削的發(fā)展 ? 發(fā)展了其它各種形式的磨削 ?如磁力研磨 (哈工大 )?砂頁(yè)輪拋光磨削(河北煤建學(xué)院 ),磨料流加工工藝 (一汽 ),立軸平磨的強(qiáng)力磨削 (東工 )?河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 18 為了提高磨削效率而積極研究各種磨削液 ,如對(duì)鈦材的加工 (西北工大 ),SM2 化學(xué)合成磨削液 (東工 ),發(fā)展 GL1 系列重力式紙帶過(guò)濾機(jī) (上海磨研所 )?而大連組合 機(jī)床所研制的多種型號(hào)半自動(dòng)離心式凈化裝置及全自動(dòng)紙帶過(guò)濾機(jī)可廣泛應(yīng)用于各種精密磨床 ,珩磨拋光等 ?在高效磨齒工藝方面 ,上海磨床所發(fā)展了用球面蝸杠砂輪磨 ,重慶大學(xué)在高效磨齒工藝上做了很多工作 ? 2. 繼續(xù)提高磨削精度 ?質(zhì)量 ?發(fā)展超精密磨削 在高精度磨削所需要的磨慶方面 ,經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期努力 ,已批量生產(chǎn)供應(yīng)市場(chǎng) ?上海機(jī)床廠已有多年生產(chǎn) ?北京第二機(jī)床廠的 MG1420E,MG1432E 屬于部?jī)?yōu)產(chǎn)品 ,上海第三機(jī)床廠生產(chǎn)的 MGBA1420 為遠(yuǎn)銷國(guó)外的產(chǎn)品 ,漢江機(jī)床廠的 SGK7303 型為數(shù)控高精度千分尺絲杠磨床 ,MMB8612 型半 自動(dòng)花鍵軸磨床 ?此外還有絲杠磨床及內(nèi)螺紋磨床及蝸杠磨床等 ? 提高磨削精度仍是工藝的主要方面 ,在高精度平面磨削中為了降低由于砂輪不平衡而造成的波紋 ,已開(kāi)展試用 CBN 砂輪磨削 ?立軸平面磨床砂輪對(duì)精度及波紋的影響的研究 (杭州機(jī)床廠 ),滾珠螺母內(nèi)滾邊的磨削精度的研究 (西安交大 )等 ? 提高表面質(zhì)量與改善磨削表面質(zhì)量情況是重要方面 ?這方面研究工作進(jìn)行較多的如預(yù)應(yīng)力磨削表面殘余力研究 (華南理工大學(xué) ),磨削燒傷用模糊數(shù)學(xué)法加以預(yù)測(cè) (吉林工大 )或用模糊數(shù)學(xué)方法評(píng)定磨削表面質(zhì)量等 (北方工大 )? 隨著集成電路等工業(yè)部門的興起 ,硅片內(nèi)孔切割用的金鋼石薄片砂輪已成功生產(chǎn) ,表面超精密加工的科技工作已在一些研究院所及高校進(jìn)行 ? 1991 年 5 月沈陽(yáng)第一機(jī)床廠等單位成功地研制了小徑定心花鍵側(cè)面磨床磨削工藝 ,為貫徹國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) GB114487 矩形花鍵連接標(biāo)準(zhǔn)提供了重河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 19 要技術(shù)依據(jù) ,并且在 1991 年 9 月的第二屆中國(guó)國(guó)際機(jī)床展覽會(huì)上展出了據(jù)此工藝而研制成功的 MB8712 型立式矩形花鍵孔鍵側(cè)磨床 ,為今后機(jī)床行業(yè)滑動(dòng)花鍵副及相應(yīng)齒輪副配合質(zhì)量的進(jìn)一步提高創(chuàng)造了有利條件 ? 3. 繼續(xù)為提高磨削加工過(guò)程的自動(dòng)化程度 ?發(fā)展數(shù)控磨床 ?附加數(shù)顯裝置及自動(dòng)測(cè)量等 我 國(guó)目前磨床品種雖已達(dá) 400 種左右 ,但對(duì)于數(shù)控生產(chǎn)型及自動(dòng)化生產(chǎn)型的產(chǎn)品還感不足 ,上海重型機(jī)床廠與德國(guó)合作生產(chǎn)的 30158 精密尤門導(dǎo)軌磨床 ,配有自行開(kāi)發(fā)的數(shù)控系統(tǒng) ,具有 NC 設(shè)定選擇粗精磨削量 ,凹凸形狀的磨削功能 ,已向國(guó)內(nèi)外提供了數(shù)臺(tái)產(chǎn)品 ?險(xiǎn)峰機(jī)床廠與德國(guó)瓦德里希 .濟(jì)根廠合作生產(chǎn) MK84125,MQK84315 型數(shù)控軋輥磨床 ,提供給武鋼等大型企業(yè) ?武漢機(jī)床廠發(fā)展了 MK6430 數(shù)控滾刀刃磨床 ,精度可達(dá) AA級(jí) ,無(wú)錫機(jī)床廠為滿足噴油嘴大批量 ?高精度生產(chǎn)而開(kāi)發(fā)了 WX042A 噴油咀中孔座面自動(dòng)磨床 ?北京第二機(jī)床廠開(kāi)發(fā) 了 MG1320 數(shù)控外圓磨床和MGB1420E 高精度半自動(dòng)萬(wàn)能外圓磨床 ,MBS1320E 半自動(dòng)高速外圓磨床 ?此海第三機(jī)床廠的 MGBA 高精度半自動(dòng)萬(wàn)能外圓磨床 ,MK1320 數(shù)控外圓磨床 ,MK2945數(shù)控立式單柱座標(biāo)磨都為磨加工高度自動(dòng)化增添了新設(shè)備 ?沙市機(jī)床工業(yè)公司的生產(chǎn)的 3MZ306 全自動(dòng)軸承溝道超精研機(jī)不僅實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)而且粗糙度可達(dá) ~? 上海機(jī)床廠 ?濟(jì)南第四機(jī)床廠分別制造了 H194 數(shù)控端面外圓磨床和J4026 型高精度數(shù)控外圓磨床 ,還開(kāi)發(fā)了 MK9020 數(shù)控光學(xué)曲線磨床 ?在自動(dòng)化軸承環(huán)內(nèi) 外圓磨床方面開(kāi)發(fā)并生產(chǎn)的型號(hào)有3MZK203B,3MA1410S,MZ208C等等 ?在磨床用數(shù)控系統(tǒng)開(kāi)發(fā)方面 ,有北京機(jī)床研究所承擔(dān) ?北京機(jī)械工業(yè)自動(dòng)化所參加研制的產(chǎn)品 ,測(cè)量范圍為ф5~ф180mm, 重復(fù)性 1181。m? 4. 發(fā)展超硬磨料磨削 河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 20 我國(guó)從六十年代人工合成金鋼石 ,并在其后研制成功立方氮化硼 CBN,現(xiàn)在有的工廠已達(dá)到年產(chǎn)金剛石數(shù)百萬(wàn)克拉的可觀規(guī)模 ?雖然比不上國(guó)外個(gè)別大國(guó)已所產(chǎn)數(shù)以千萬(wàn)克拉計(jì)的人造金鋼石和 CBN,但是國(guó)內(nèi)在這方面的進(jìn)展還是相當(dāng)迅速的 ?一個(gè)重要問(wèn)題是企業(yè)要對(duì)應(yīng)用金剛石及立方氮化硼有個(gè)觀念上的 改變 ,即從極高的磨削比和被磨零件產(chǎn)品質(zhì)量上著眼 ,推廣使用超硬磨料磨具 ?國(guó)內(nèi)個(gè)別很有遠(yuǎn)見(jiàn)的工廠考慮到含碳類鋼鐵材料的廣泛應(yīng)用 ,及早引進(jìn)國(guó)外較為先進(jìn)的 CBN 生產(chǎn)技術(shù) ,這無(wú)疑是正確的 ? 改進(jìn)對(duì)超硬磨料磨具的修整 ,改善對(duì)難加工材料的磨削 ?國(guó)內(nèi) 這方面以航天航空部門及其所屬大學(xué)和研究所開(kāi)展工作較多 ?例如 : 對(duì)鈦合金的在削 (南航 ?浙大 ),高效鈦合金磨削液的研究 (西北工大 ),不同砂輪磨削熱噴焊鎳基合金的效果 (鄭州三磨所 )? 以金鋼石砂輪磨削工程陶瓷材料方面 ,國(guó)內(nèi)近年開(kāi)展工作較多的如華中理工大學(xué) ?東北工學(xué)院 ?鄭州三磨所 ?天津 大學(xué)等 ,東北工學(xué)院還和日本關(guān)西大學(xué)對(duì)金屬陶瓷磨削研究進(jìn)行了國(guó)際間協(xié)作 ? M17 鎳基合金的緩進(jìn)給強(qiáng)力磨削燒傷問(wèn)題西北工大與沈陽(yáng)航院聯(lián)合進(jìn)行了研制 ,另對(duì)等離子噴涂碳化鎢高硬材料的磨削進(jìn)行了研究 (東北工學(xué)院 )? 陶瓷結(jié)合劑 CBN 砂輪磨削機(jī)床導(dǎo)軌問(wèn)題 ,多年前在日本東芝機(jī)械等機(jī)床廠開(kāi)始了實(shí)際有交的應(yīng)用 ,目前已在上海機(jī)床廠等單位以端面磨削方式得到了很好應(yīng)用 ,這是鄭州磨料磨具磨削研究所和上海磨床研究所共同進(jìn)行的 ,沈陽(yáng)第一機(jī)床廠用 CBN 砂輪對(duì)內(nèi)花鍵側(cè)面磨削工藝已成功地通過(guò)了部級(jí)科技鑒定 ? 5. 發(fā)展其他形式的磨削以及非金屬 材料的削 例如開(kāi)展了電解研磨復(fù)合加工 ,用冰層緊固法的電子冷凍磨削加工河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 21 (沈陽(yáng)工業(yè)學(xué)院 ),深孔珩磨中的內(nèi)孔表面質(zhì)量 ,大型精密油缸孔徑的研磨技術(shù) (上海試驗(yàn)機(jī)廠 )等 ,在一汽開(kāi)展了磨料流加工 ,大連理工大學(xué)研究了粘彈磨料加工 ?煙臺(tái)砂輪廠近幾年先后 研制成功了樹(shù)脂結(jié)合劑強(qiáng)力珩磨油石 ,金鋼石珩磨油石 ,和蝸桿珩磨砂輪等系列產(chǎn)品 ,替代了進(jìn)口產(chǎn)品 ,在推廣應(yīng)用強(qiáng)力珩磨新工藝工作中 ,積累了不少經(jīng)驗(yàn) ? 在開(kāi)展石材加工方面 ,鄭州磨料所研究了菱苦土磨具及其在石材工業(yè)中的應(yīng)用 ,該所還研究了花崗石拋光方法的合理選擇及拋光機(jī)理的研究 ?武漢工業(yè)大學(xué) 對(duì)單顆磨粒犁削石材削量的計(jì)算方面進(jìn)行了研究 ?大連理工大學(xué)對(duì)巖石磨削拋光機(jī)理及工藝做了系統(tǒng)而深入的研究 ? 玻璃的磨削及拋光 ,研磨是一個(gè)重要方面 ,遠(yuǎn)自五 ?六十年代我國(guó)對(duì)光學(xué)玻璃的加工主要是研磨進(jìn)行了大量生產(chǎn)上的使用 ,近十年由于建材工業(yè)和輕工業(yè)的發(fā)展 ,玻璃的圓角加工 ,倒棱加工 ,斜邊加工 (主要用于制鏡業(yè) ,全國(guó)已有數(shù)以百計(jì)的制鏡廠和數(shù)以成百上千的金剛石磨削玻璃邊緣的磨床 )也用了大量金剛石砂輪進(jìn)行加工 ,其中最新例子為輕工部沈陽(yáng)輕工機(jī)械研究所研制成功的 MB10B 型十個(gè)金剛石砂輪磨頭的玻璃斜邊磨削機(jī)床 ,已達(dá)到國(guó)際上八十年 代初技術(shù)水平 ,于 1991 年 12 月通過(guò)部級(jí)鑒定 ? 另一種特殊磨削加工為電火花加工與磨料復(fù)合加工 ,例如營(yíng)口電火花機(jī)床廠最近推出的產(chǎn)品之一是 DM6350 電火花內(nèi)孔磨床 ,以銅線做電極磨削各種硬度的金屬小孔 ? 6. 重視磨削加工的理論研究 ,積極開(kāi)展國(guó)內(nèi)外科技交流的協(xié)作 國(guó)內(nèi)對(duì)磨削加工理論研究是重視的 ,同時(shí)同樣重視理論研究與生產(chǎn)實(shí)際相結(jié)合 ,盡快將研究成果變?yōu)樯a(chǎn)力 ?由鄭州三磨所和七所高校牽頭 ,每?jī)赡暾匍_(kāi)一次磨削及表面質(zhì)量研討會(huì) ? 一項(xiàng)雙邊及多邊的國(guó)際金屬切削及特種加工學(xué)術(shù)會(huì)議 IMCC,每?jī)赡旰幽侠砉ご髮W(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 22 舉行一次 ,迄今在國(guó)內(nèi)已舉行了 五次 ,每次都有大量的磨削 ,方面科研論文在會(huì)上宣讀 ? 除上述外近十年國(guó)內(nèi)學(xué)者及科技人員在美國(guó)機(jī)械工程師學(xué)會(huì) ASME,日本精密工程學(xué)會(huì) JSPE 及其他國(guó)際各類學(xué)術(shù)會(huì)議上發(fā)表了不少篇磨削加工方面的研究成果 ?特別是在國(guó)際上影響更大些的國(guó)際生產(chǎn)工 程學(xué)會(huì)CIRP 年會(huì)上發(fā)表了十篇左右的磨削加工科技論文 ,從而在國(guó)際磨削加工學(xué)術(shù)界有了一定的影響 ? 磨削原理 研究磨具與工件在磨削加工過(guò)程中的各種物理現(xiàn)象及其內(nèi)在聯(lián)系的一門學(xué)科 ?磨削原理的研究?jī)?nèi)容主要包括磨屑形成過(guò)程 ?磨削力和磨削功率 ?磨削熱和磨削溫度 ?磨削精度和表面質(zhì)量 ?磨削效率等 ,目的在于深入了解磨削的本質(zhì) ,并據(jù)以改進(jìn)或創(chuàng)造磨削方法 ? 磨削原理的研究始于 1886 年 ,美國(guó)的 究砂輪和磨削過(guò)程 ,20 年之后制訂出正確選擇砂輪類別和砂輪速度的原則 。同時(shí)發(fā)現(xiàn)為了提高磨削效率和精度 ,必須對(duì)砂輪進(jìn)行平衡 ,并在磨削過(guò)程中正確地修整砂輪 (見(jiàn)砂輪修整 )和使用切削液 ?1914~1915 年 ,英國(guó)的 ?磨屑大小和選擇砂輪等問(wèn)題又作了進(jìn)一步的研究 ?此后 ,磨削原理的研究不斷深入 ?在磨屑形成方面 ,德國(guó)的 和影響單顆磨粒的切深的因素進(jìn)行了幾何計(jì)算和研究在 1925 年提出了研究報(bào)告 ?德國(guó)的 恩和 ,在 20年代末至 30年代先后提出了磨削過(guò)程中影響磨削力的諸因素 ,并使磨削力的測(cè)量技術(shù)不斷發(fā)展 ?從 30 年代起 ,隨著測(cè)量磨削表面溫度實(shí)驗(yàn)技術(shù)的發(fā)展推動(dòng)了有關(guān)磨削熱的理論研究 ?對(duì)于砂輪磨削性能的理論研究導(dǎo)致一系列新型高速砂輪的出現(xiàn)發(fā)展了砂帶磨削 ?由于金剛石和立方氮化河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 23 硼磨料的應(yīng)用 ,磨削原理又得到新的發(fā)展 ?70 年代以來(lái) ,應(yīng)用掃描電子顯微鏡對(duì)磨削的微觀過(guò)程和超精密磨削的機(jī)理作 了深入的分析 ? 1. 磨屑形成過(guò)程 磨粒在磨具上排列的間距和高低都是隨機(jī)分布的 ,磨粒是一個(gè)多面體 ,其每個(gè)棱角都可看作是一個(gè)切削刃 ,頂尖角大致為 90176。~120176。,尖端是半徑為幾微米至幾十微米的圓弧 ?經(jīng)精細(xì)修整的磨具其磨粒表面會(huì)形成一 些微小的切削刃 ,稱為微刃 ?磨粒在磨削時(shí)有較大的負(fù)前角 (見(jiàn)刀具 ),其平均值為 60176。 左右 ?磨粒的切削過(guò)程可分 3個(gè)階段 ? ① 滑擦階段 :磨粒開(kāi)始擠入工件 ,滑擦而過(guò) ,工件表面產(chǎn)生彈性變形而無(wú)切屑 ? ② 耕犁階段 :磨粒擠入深度加大 ,工件產(chǎn)生塑性變形 ,耕犁成溝槽 ,磨粒兩側(cè)和前端堆高隆起 。 ③ 切削階段 :切入深度繼續(xù)增大 ,溫度達(dá)到或超過(guò)工件材料的臨界溫度 ,部分工件材料明顯地沿剪切面滑移而形成磨屑 ? 圖 11 磨粒的切削過(guò)程 (局部放大 ) 根據(jù)條件不同 ,磨粒的切削過(guò)程的 3 個(gè)階段可以全部存在 ,也可以部分存在 ?磨屑的形狀有帶狀 ?擠裂狀和熔融的球狀等 ,可據(jù)以分析各主要河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 24 工藝參數(shù) ?砂輪特性 ?冷卻潤(rùn)滑條件和磨料的性能等對(duì)磨削過(guò)程的影響 ,從而尋求提高磨削表面質(zhì)量和磨削效率的措施 ? 圖 12 磨屑的形狀 2. 磨削力和磨削功率 磨削時(shí)磨粒受到工件材料變形的阻力以及磨粒與工件表面間的摩擦力 ,形成磨削力 ?磨削力可按工件與磨具的相對(duì)位置分解為切向分力 Ft,法向分力 Fn和軸 向分力 Fa?一般法向分力較大 ,隨著工件材料和砂輪特性的不同 ,Fn/Ft=~3。當(dāng)采用潤(rùn)滑性能好的切削液時(shí) ,由于摩擦力減少 ,Fn/Ft 可高達(dá) 4?軸向分力較小 ,一般可不予考慮 ?磨削功率 Pm(千瓦 )與切向分力 F(N)和磨削速度 (米 /秒 )的關(guān)系如下式 :Pm=Ft?v/1000?在特定的磨削條件下 ,都有一個(gè)最佳磨削力區(qū)間 ,采用該區(qū)間的磨削