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常见问题

半岛彩票纯干货!带你了解精密、超精密加工的各种姿势

更新时间  2023-06-11 18:40 阅读

  精密、超精密加工主要包括超精密切削、精密和超精密磨削研磨、精密特种加工三个领域。其中精密和超精密磨削、研磨、抛光等加工技术以磨粒为加工介质,属于磨粒加工的范畴,是目前精密、超精密加工的主要方法。

  精密、超精密加工发展初期,磨削这种加工方法是被忽略的,因为砂轮中磨粒切削刃高度沿径向分布的随机性和磨损的不规则性限制了磨削加工精度的提高。随着超硬磨料砂轮及砂轮修整技术的发展,精密、超精密磨削技术逐渐成形并迅速发展。

  金属结合剂超硬磨料砂轮硬度高、强度大、保形能力强半岛彩票、耐磨性好,往往为精密和超精密磨削、成形磨削所采用。多层金属结合剂超硬砂轮在实际使用过程中遇到的突出问题是:磨料把持力低、易脱落;磨粒出刃难、出刃后出刃高度难以保持;磨料分布随机性强。针对磨粒把持力弱的问题,在磨粒表面镀上活性金属,通过活性金属与磨料和结合剂的化学反应与扩散作用,提高结合剂对磨料的把持力,如此诞生了镀衣砂轮。为解决磨粒出刃难的问题,引入孔隙结构诞生了多孔金属结合剂砂轮。电镀、高温钎焊砂轮对上述三个方面都有改善,这些新型超硬磨料砂轮均出现于20世纪90年代。

  金属结合剂砂轮的精度保持性好,但自身无气孔,只有通过去除结合剂的方式使磨刃出露并形成容屑空间,因此,砂轮的修整技术直接影响加工精度和效率。传统的修整方法往往通过剪切和挤压作用去除磨粒达到修整的目的,修整过程难控制、修整精度低、砂轮损耗大。为此,国内外学者还提出了多种修整方法,如电解在线修整(ELID)、电化学在线控制修整、干式ECD、接触式电火花修整、电化学放电加工、激光辅助修整、喷射压力修整、超声振动修整等。其中ELID技术最为典型,应用最为成熟。半岛彩票

  但是,超精密磨削以磨粒的强制性切削去除材料,半岛彩票不可避免地在加工表面留下加工损伤层。此外,超精密磨削要求机床具有很高的精度和刚度精密加工,砂轮轴的高速旋转必须使用价格昂贵的轴承,而某种程度的振动总是不可避免的。磨削过程中需要对砂轮不断地进行修整,以保持磨粒的锐利,防止磨屑堵塞砂轮烧伤工件表而,容屑空间及其保持性成为制作超微细磨粒砂轮的主要难题;另外,磨削过程中,工件与砂轮主要为线接触方式,加工具有单向性,很难保证加工表面的均匀性;非导磁性工件装夹困难,这些问题都限制了磨削加工可获得的表而质量。

  1980年代出现了平面珩磨技术,该技术采用类似研磨的运动方式,珩磨的磨具速度是传统磨削砂轮速度的1/30~1/60。由于采用了面接触的方式,同时参与磨削的磨粒数增多,每个磨粒的垂直负荷仅是磨削情况的1/5O~1/100,单个平均切削刃的单位时间发热量是传统磨削的1/1500~1/3000左右,所产生的热变质层微小。由于磨粒切削深度小,所产生的加工变质层以及残余应力也小。另外,平面珩磨加工中,一次可以同时对一批工件进行加工;作用于磨粒的切削力方向经常发生变化,使磨粒破碎几率增加,自砺作用显著。因此,从获得优于磨削加工的表面粗糙度这一点来说,具有比磨削更高的效率,并月对机床精度要求不高。采用平面珩磨技术加工先进陶瓷材料,目前已可部分替代研磨。应用金刚石丸片的平面固着磨料高速研磨就是采用这种原理,且已广泛应用到陶瓷、玻璃、金属等材料的平面加工中。但珩磨技术仍然是利用磨粒强制切削工件表面完成加工,可获得的表面质量受到限制。

  研磨、抛光是最古老的加工工艺,也一直都是精密、超精密加工最主要的加工手段。通常,研磨为次终加工工序,可将平面度降低至数微米以下,并去前道工序(通常为磨削)产生的损伤层半岛彩票。抛光是目前主要的终加工手段,目的是降低表面粗糙度并去除研磨形成的损伤层,获得光滑、无损伤的加工表面。

  研磨通常是指使用硬质研具(铸铁、铜等)、硬度比被加工材料更高的微米级游离磨粒进行微量去除的精密加工方法。加工时在被加工表面和研具之间放置游离磨粒和研磨剂,使被加工表面和研具产生相对运动并加压,通过磨粒的切削、挤压、塑性变形等作用,去除加工表面的凸处,使工件的形状、尺寸精度达到要求值,并降低表面粗糙度、减小加工变质层。

  研磨可分为湿研磨和干研磨两类,湿研磨又称敷砂研磨,是把研磨剂连续加注涂敷在研具上,形成对被加工表面的研磨作用,通常多用于粗研。干研磨又称嵌砂研磨,是把磨粒均匀地嵌入研具的工作表面(称之为“压砂”),研磨时仅在研具的工作表面涂少量的润滑添加剂,多使用微粉磨料和材质较软的研具,主要用作精研。

  1)、磨粒的切削作用,在研具材料较软、研磨压力较大的情况下,磨粒可嵌入研具表面,产生刮削作用。在研具材料较硬时,磨粒嵌入研具表面上很少,而是在被加工表面和研具之间移动和滚动,以其锐利的尖角产生切削;

  2)、塑性变形,磨粒的滚动和挤压会压平被加工表面的峰部,产生塑性变形和流动,使表面平缓和光滑;

  3)、加工硬化和裂纹作用,研磨压力使被加工表面产生加工硬化和裂纹,并使材料产生疲劳断裂而形成切屑;4)、化学作用,磨粒或研磨剂中含有的活性物质(如硬脂酸、油酸等)在被加工表面形成氧化膜,磨粒的摩擦作用会反复去除氧化膜,从而起到加工作用。

  抛光通常是指利用软质抛光工具(布、毛毡、塑料等)、半岛彩票微细自由游离磨粒的机械作用和化学作用,为获得光滑或超光滑表面,减小或完全消除加工变质层,从而获得高表面质量的加工方法。抛光过程中材料去除量十分微小,约为5μm。半岛彩票一般认为,抛光加工不会提高工件的尺寸精度和形状精度,抛光加工过程中材料去除机理与研磨相似,包括微切削、塑性流动、磨粒与被加工表面摩擦所产生的冷塑性流动,以及高速时磨粒摩擦发热所引起的热塑性流动;滑移变形,由于材料存在微观缺陷,因错位缺陷或微裂纹产生晶体内的滑移变形;化学作用,磨粒或在抛光剂中添加活性物质,与被加工表而材料起化学反应产生某种生成膜,被磨粒反复去除。返回搜狐,查看更多

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