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金剛石刀具磨削特性

關鍵詞 金剛石 , 刀具|2019-03-07 10:43:51|技術信息|來源 刀具制造
摘要   一.金剛石刀具磨削的工藝特點  金剛石刀具的磨削有其自身的工藝特點,比較突出的特點為是材料硬度高,導致砂輪在磨削過程中損耗過快,尺寸不穩定;其二,金剛石刀具多數為車刀或刀片,其...

  一.金剛石刀具磨削的工藝特點

  金剛石刀具的磨削有其自身的工藝特點,比較突出的特點為是材料硬度高,導致砂輪在磨削過程中損耗過快,尺寸不穩定;其二,金剛石刀具多數為車刀或刀片, 其磨削部位相對于機床的位置是不確定的(如刀片厚度的變化),引起磨削點的變化。 其三,磨削抗力大,使砂輪、刀具、卡具和機床組成的工藝系統產生比較大的彈性變形,從而產生比較大的“讓刀”現象。

  這三個特點是實現自動化磨削的三只“擋路虎”,直接影響刀具的模削后的尺寸精度。如果不妥善解決,必然引起磨削尺寸精度和粗糙度一致性差,磨削效率低,不適合大批量生產。 聲控技術在金剛石工具磨床上的使用,能有效地解決這個三個問題。

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  二.自適應控制技術在粗磨時的應用

  粗磨金剛石的主要任務是:提高磨削效率,也就是盡量少地設定安全距離,減少“磨削”空氣的時間;在機床剛性能承受的范圍內, 盡快地去除磨削余量;盡早地發現磨削余量已經去除(標志是磨削抗力減少到最小)。
  砂輪與金剛石刀具摩擦產生劇烈的聲波在工藝裝備上傳播,對聲波的監控能準確地反映出磨削狀況,如刀具與砂輪是否接觸,刀具與砂輪之間的壓力(即磨削抗力)是否消除等。如果控制系統能實時采集這些信息并進行分析,使機床控制系統與之相適應,這無異于給機床安裝上了一只靈敏的耳朵,使機床控制器成為一個更為智能的自適應系統。事實上,該系統的研發也是受現場工人磨刀的啟發。

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  正常磨削的時候,有兩種情況聲波頻率是有明顯特征,一是刀具和砂輪接觸的瞬間,二是磨削達到最終尺寸(磨削抗力下降為最小)時,這很容易理解。前者可以作為快速進給結束,開始磨削進給的分界線;后者則可以作為磨削完成的標志。
  即便是在刀具與砂輪“緊密接觸”的過程中,聲波頻率的變化也能反映出刀具與砂輪之間的抗力,將這“信息”反饋給機床控制器,調整伺服的進給速度,使磨削在相對“恒定”的抗力下完成,對于提高磨削效率,延長機床壽命具有很大的意義。

  三.“對刀磨法”在精磨上的應用

  金剛石精磨的主要任務是:準確而穩定地控制磨削的最終尺寸精度。砂輪磨損,刃尖磨削點的準確定位和磨削抗力最終都會影響加工精度,這些因素與機床的運動精度無關,而是有關什么時候開始磨(即對刀點),磨到什么程度結束等問題,和磨削狀態的監測是密切相關的。
  盡管砂輪磨損量難以測量,而刀片高度(其影響磨削點位置)在一定范圍內也是難以測量的,帶有聲控裝置的控制系統總能輕易地記錄下刀尖和砂輪面接觸瞬間的準確位置。以此作為起點,進行相對進給就能準確地控制尺寸精度,大家把這叫“對刀磨法”。當然,“對刀磨法”的前提條件是上道工序有準確的基準, 或能對磨削前的尺寸進行準確測量,這用CCD系統在線測量系統就能做到。在行業內用手動機床磨刀,PCD刀具的第一后角(也就修光刃)的磨削工藝為:在粗磨的尺寸基礎上再往下磨0.02~0.03mm,以形成0.05~0.1mm的刃帶。 這和“對刀磨法”也是不謀而合的。
  在磨削過程中, 砂輪還在不斷地磨損, 系統能及時發現這種磨損并進行補償,將“磨削空氣”的時間壓縮為接近為零,大大地提高了磨削效率。
  聲控技術在整個磨削行業有著廣泛的應用,是因為這種技術能化解磨削中普遍存在的矛盾。這種矛盾在金剛石的磨削中是尤為突出的。  

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