高精度鈦合金細(xì)長(zhǎng)軸磨削策略研究

上傳人:冷*** 文檔編號(hào):19746232 上傳時(shí)間:2021-01-13 格式:DOCX 頁(yè)數(shù):3 大小:13.28KB
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1、高精度鈦合金細(xì)長(zhǎng)軸磨削策略研究 磨削難點(diǎn) 1.因?yàn)殁伒臒釋?dǎo)率小,磨削熱積蓄在加工點(diǎn),所以磨料的磨損大,其結(jié)果易產(chǎn)生磨削過(guò)燒,不僅表面粗糙度大,而且表面產(chǎn)生開(kāi)裂燒傷。鈦的化學(xué)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(dǎo)致磨粒的破碎與脫落,使砂輪磨損嚴(yán)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(xì)長(zhǎng)軸是指L/d≥20倍的軸類(lèi)工件,尺寸公差、形位公差都比較小,表面粗糙度Ra≤0.8。細(xì)長(zhǎng)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(jī)床 檢查并調(diào)整機(jī)床,確保砂輪主軸的回轉(zhuǎn)精度高于0.001mm,主軸與軸瓦的間隙0.01mm~0.015mm,砂輪架相對(duì)于工作臺(tái)的震幅小于0.001mm,橫向進(jìn)給機(jī)構(gòu)的靈敏度高,重復(fù)定位精度誤差小于0.002mm/10次,工作臺(tái)在10mm/min的低速下無(wú)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(gòu)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(gè)要素決定。一般對(duì)鈦合金材料特性,磨料種類(lèi)按照以砂輪磨削性能為標(biāo)志的磨削比(單位時(shí)間磨削量/單位

3、實(shí)際砂輪磨損量)的順序排列為SDC>CBNC>GC>W(wǎng)A>AZSDC:涂復(fù)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(jià)格上考慮,磨料種類(lèi)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(jí)K較為合適,在精加工微量進(jìn)給磨削中,應(yīng)特別注意防止磨削過(guò)燒,以結(jié)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(gè)右旋的螺旋溝槽,因?yàn)槁菪凵拜喣ハ魇且陨拜啽砻媛菪鄣囊粋?cè)邊緣縱向磨削為主,砂輪表面徑向

4、壓力磨削為輔,四個(gè)螺旋槽側(cè)邊實(shí)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(shí)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?yàn)樯拜啽砻嬗新菪?,高速旋轉(zhuǎn)時(shí)在螺旋槽內(nèi)形成一個(gè)負(fù)壓腔,周?chē)諝飧咚贈(zèng)_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(shí)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(duì)砂輪進(jìn)行修整,粗磨每次橫向進(jìn)給量0.01mm~0.02mm,縱向進(jìn)給速度50mm/min,精磨每次橫向進(jìn)給量0.005mm~

5、0.01mm,縱向進(jìn)給速度20mm/min,最后作一次無(wú)進(jìn)給光走刀完成對(duì)砂輪的精細(xì)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(rùn)滑和沖洗作用,是不讓切削粘附在砂輪上,防止磨削過(guò)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(duì)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(guò)后被急速冷卻,表面殘余拉應(yīng)力減小。隨噴嘴壓力提高,切削點(diǎn)由拉伸型變成壓縮型,它是使疲勞強(qiáng)度降低的有效方法。同時(shí)進(jìn)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(jī)床對(duì)頂研磨中心孔。按常規(guī)給中心孔加入潤(rùn)滑機(jī)油后,發(fā)現(xiàn)研磨用硬質(zhì)合金頂尖磨損快,改為采用加注鈦合金切削油,可以減少對(duì)頂尖的磨損,保證了中心孔的質(zhì)量。 5.由于光軸是細(xì)長(zhǎng)零件,為了更好的保證形位公差及質(zhì)量,在零件中部安裝一個(gè)開(kāi)式中心架,也可以較好克服中間凸、中間凹或母線(xiàn)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(shí),每次切入量0.02mm-0.04mm,外圓粗糙度Ra≤0.8,外徑跳動(dòng)在0.01mm內(nèi)即可,精磨時(shí)外圓每次磨光量為0.005mm,經(jīng)過(guò)精細(xì)磨削粗糙度Ra≤0.4mm,外徑跳動(dòng)≤0.004mm.,精細(xì)的調(diào)整支撐點(diǎn),以消除中間凸、中間凹或母線(xiàn)不直的現(xiàn)象,確保零件的形位公差。 效果 通過(guò)采取以上措施,克服了鈦合金易粘附砂輪,零件過(guò)燒現(xiàn)象??朔思?xì)長(zhǎng)軸的磨削易彎曲變形,產(chǎn)生腰鼓形的難點(diǎn)。在光軸加工中,產(chǎn)品一次性交檢合格率達(dá)到100%。 本文

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