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(xué)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(bǔ)充，使超硬材料的應(yīng)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(diǎn)，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(jī)床、工具、軸承等工業(yè)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。本文首先研究了CBN砂輪

2、的修銳機(jī)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(jìn)行了有針對性的研究，最后在所有試驗(yàn)及研究的基礎(chǔ)上進(jìn)行了樣機(jī)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(jī)理及應(yīng)用的研究，掌握了CBN砂輪修銳的主要特點(diǎn)，并針對此研究開發(fā)設(shè)計(jì)出一套金剛滾輪修整器，本文通過大量的修正試驗(yàn)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(jī)的試制提供了堅(jiān)實(shí)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(xì)的分析，通過主軸剛度論證、主軸跨度的優(yōu)化設(shè)計(jì)、主軸組件的模態(tài)分析，并進(jìn)行ANSYS的計(jì)算。通過這些理論研究，使電主軸的設(shè)計(jì)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(xì)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(jī)的指令，所以磨床系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中如果增加了該套機(jī)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(jì)性的重要前提。本文首先針對此種情況，設(shè)計(jì)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(xué)特性，上下料機(jī)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(jìn)給機(jī)構(gòu)的重復(fù)定位精度等方面均做了較有成效的改進(jìn)，為樣機(jī)的試