cbn砂輪快速點磨削的關(guān)鍵技術(shù)

   點磨削加工時，cbn砂輪與工件軸線并不是始終處于平行狀態(tài)，而是在水平和垂直兩個方向偏轉(zhuǎn)α、β角度，以實現(xiàn)砂輪與工件理論上的“點接觸”, 大限度減小砂輪與工件接觸面積和避免砂輪端面與工件臺肩發(fā)生干涉。點磨削以單向磨削為主，通過數(shù)控系統(tǒng)來控制這兩個方向的角變量數(shù)值，以及在X 、Z 方向采用與CNC 車削相類似的兩軸聯(lián)動數(shù)控進給，以實現(xiàn)對不同形狀表面的點磨加工。X 方向采用高精度靜壓圓柱導軌技術(shù)，以增加阻尼和穩(wěn)定地實現(xiàn)微米級切人進給。Z方向（縱向）進給采用帶有預負載的滾珠絲杠和平面渾形涂層導軌。數(shù)控快速點磨削集成了數(shù)控車削、CBN 超硬磨料和高速磨削技術(shù)，可實現(xiàn)對多種形狀表面及多種材料的高性能加工。點磨削加工凸輪軸，快速點磨削的磨削過程不同于一般意義上的高速磨削。

   由于砂輪極薄，降低了砂輪重量和不平衡度，并使由砂輪高速旋轉(zhuǎn)在磨削區(qū)周圍產(chǎn)生的高壓空氣層對冷卻液的阻礙作用下降，同時也減少了高速砂輪的旋轉(zhuǎn)阻力，并且能磨削狹窄及斷面尺寸變化較大的型面閻�？焖冱c磨削采用金屬結(jié)合劑超硬磨料（CBN 或人造金剛石）超薄砂輪，直徑一般為300～400mm ，寬度為4 ～6mm ，徑向磨料層厚度為5mm 。砂輪架、主軸箱和尾架的調(diào)整和安裝均采用Junker 公司專利技術(shù)“三點定位安裝系統(tǒng)”快速完成，重復定位精度高，砂輪徑向跳動精度可控制在0.OO2mm 以內(nèi)，并可補償高速離心力作用下的砂輪孔徑漲大。如圖6 所示，更換尖時間小于2min ，更換砂輪時間小于2Omin 。為控制由于砂輪高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的振動，保證加工質(zhì)量，在砂輪的每次修整和更換后都要進行動平衡。Junker 公司的點磨機床通過安裝在主軸端部的電子自動平衡系統(tǒng)自動完成砂輪在線動平衡。

  為獲得高磨除率，同時不使砂輪產(chǎn)生過大的離心力而發(fā)生破壞，工件也高速旋轉(zhuǎn)，并與砂輪轉(zhuǎn)向相同，通常在1000r / min 以上，高可達12O00r /沒in 。因此接觸點處的實際磨削速度應是砂輪和工件兩者線速度的疊加，可達200m/s 以上，以實現(xiàn)更高應變率下材料的去除。使用高速低粘度磨削油噴注進行冷卻，供液壓力一般為1～2MPa ，采用如圖4 所示的雙噴嘴噴注方式。由于高速旋轉(zhuǎn)砂輪將磨削油甩成油霧，加工須在封閉環(huán)境中自動進行，并需配有吸排風系統(tǒng)、效率磨屑分離與油氣分離裝置。砂輪速度可達90－16Om/s 。

　引進快速點磨削技術(shù)磨削發(fā)動機凸輪軸軸徑，采用厚度為5mm 的金屬結(jié)合劑CBN 砂輪，砂輪修整一次可磨削工件3000 件，每片砂輪可修整20 次[6]與一般磨削方式不同，在磨削外圓時，砂輪磨損主要是在端面沿橫向發(fā)生，而沿徑向磨損很小。實際應用中一般根據(jù)砂輪耐用度（加工工件的數(shù)量）或磨損狀態(tài)（砂輪橫向磨損寬度是否達到規(guī)定值），通過與工件同軸線安裝的金剛石滾輪和油石直接在機床上完成在線修整。修整時，主要是將砂輪在寬度方向磨損后剩存且已經(jīng)鈍化的一層磨粒由金剛石滾輪切除，恢復砂輪圓柱表面形狀，再用油石修銳。直到砂輪磨粒徑向厚度層全部修整去除，砂輪達到使用壽命。

   我國汽車制造企業(yè)用快速點磨削技術(shù)加工凸輪軸，只需一臺機床即可完成凸輪軸軸頸的全部加工，運行成本降低70一80 ，加工精度在H6 級以上，表面粗糙度值低于0.8 ?m [7]。阿特拉斯空壓機配件快速點磨削技術(shù)的應用效果，快速點磨削的磨削溫度低，可實現(xiàn)少、無磨削液加工，能夠達到高精度磨削的表面質(zhì)量和加工精度；由于磨削力極小，用尖產(chǎn)生的摩擦力即可帶動工件，特別適合剛性較差的細長軸加工，可進行包括工件兩端在內(nèi)的整體加工；快速點磨削砂輪使用壽命相當長，高磨削比可達60000 ，成為半久性工具，每次修整多可加工上萬個工件，生產(chǎn)效率比普通磨削提高6 倍，機床利用率高達88一95  , 比傳統(tǒng)磨削方法高出3一8  ；快速點磨削砂輪的形狀精度保持性好，保證了大批量生產(chǎn)中極高的質(zhì)量穩(wěn)定性；一次安裝后可完成外圓、錐面、曲面、螺紋、臺肩和溝槽等所有外形的加工，具有更大的柔性和更高的生產(chǎn)率。還可以實現(xiàn)車磨工序合并。

　我國應在現(xiàn)有條件下，大力加強各種新型高速磨削技術(shù)的研究、推廣和應用，對提高我國機械制造業(yè)的加工水平具有十分重要的意義。

    高速磨削是先進制造的前沿技術(shù)，在獲得效率，高精度的同時，又能對各種材料和形狀進行高表面完整性和低成本加工，因此也正為世界工業(yè)發(fā)達國家所重視，并已開始進入實用化階段。高速磨削加工cbn砂輪技術(shù)的特點和具體操作  隨著超硬磨料磨具的應用和發(fā)展，高速大功率機床及數(shù)控技術(shù)、新型磨削液和砂輪修整等相關(guān)技術(shù)、以及磨削自動化和智能化等技術(shù)的發(fā)展，使高速磨削和效率磨削技術(shù)在機械制造領(lǐng)域具有更加重要的地位，發(fā)展前景廣闊。