CBN砂輪磨床的研制.pdf

1、CBN的硬度僅低于金剛石，但具有比金剛石優(yōu)越的耐熱性和對鐵族金屬材料的化學惰性。利用它這些優(yōu)異的性能作研磨材料所制成的CBN磨具，特別適合于各類鐵族金屬材料的加工。它和金剛石主要用于加工硬而脆的材料相互補充，使超硬材料的應用范圍大大拓寬。和普通磨料的磨具相比，CBN磨具具有高速、高效、高加工質(zhì)量、長壽命、低成本的特點，可作為高速數(shù)控磨床高效、高精度磨削的首選工具。在汽車、機床、工具、軸承等工業(yè)領(lǐng)域有著廣泛的應用。本文首先研究了CBN砂輪

2、的修銳機理，隨后對CBN砂輪磨床關(guān)鍵部件——電主軸及影響磨削效率的因素——快趨裝置作了深入的探討，并對整個磨削系統(tǒng)中影響的各個因素進行了有針對性的研究，最后在所有試驗及研究的基礎(chǔ)上進行了樣機的試制工作。 陶瓷CBN砂輪性能的發(fā)揮與很多因數(shù)有關(guān)，例如砂輪特性參數(shù)的選擇、磨削參數(shù)的選擇、磨削液的選擇以及砂輪修整方法等，其中，砂輪修整方法起著關(guān)鍵作用。若砂輪修整不好，將使被磨金屬粘接在砂輪表面上，造成磨削力大，磨削溫度高，砂輪磨損加劇

3、。本文通過對砂輪修銳的各種不同方式及修銳的機理及應用的研究，掌握了CBN砂輪修銳的主要特點，并針對此研究開發(fā)設(shè)計出一套金剛滾輪修整器，本文通過大量的修正試驗得到了一整套完整的CBN砂輪修銳參數(shù)，并為后續(xù)砂輪樣機的試制提供了堅實的基礎(chǔ)。 根據(jù)磨削的需要，本文對磨削用電主軸作了比較詳細的分析，通過主軸剛度論證、主軸跨度的優(yōu)化設(shè)計、主軸組件的模態(tài)分析，并進行ANSYS的計算。通過這些理論研究，使電主軸的設(shè)計更加合理，更能夠充分保證磨削

4、的要求及精度。 由于小型軸承磨床的加工設(shè)備對效率的要求越來越高，而磨削試件的磨削余量又難以得到很好的控制，所以本文就快速趨近及防碰撞裝置做了比較詳細的介紹，通過該裝置可以使砂輪能夠在最短的時間內(nèi)接觸到工件，并開始粗、精磨的循環(huán)動作，而且一旦發(fā)現(xiàn)砂輪在磨削時的速度很快，該裝置即時能夠給系統(tǒng)停機的指令，所以磨床系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中如果增加了該套機構(gòu)，即能保證磨削的效率最大化，并能保證所磨削試件不被撞壞。 磨床是磨削體系的中心，磨床的性

5、能對磨削效果有最重要的影響，對CBN磨削來說尤其如此，提高砂輪工作線速度，可明顯提高磨削效率、磨削比和工件表面質(zhì)量。在條件允許的情況下，盡可能使用高的速度是提高CBN磨削的技術(shù)性和經(jīng)濟性的重要前提。本文首先針對此種情況，設(shè)計出72000r/min的高速電主軸，并且從砂輪材質(zhì)的選型，冷卻液不同的化學特性，上下料機構(gòu)的穩(wěn)定可靠性，工件箱的剛性及工件軸的回轉(zhuǎn)精度，電磁無心夾具的吸力，進給機構(gòu)的重復定位精度等方面均做了較有成效的改進，為樣機的試