关于超精加工课件.ppt
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- 关于 精加工 课件
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1、关于超精加工关于超精加工一 基础知识2022-6-62超精加工的几个关键点超精加工的几个关键点n具有金属切削的基本功能具有金属切削的基本功能n基准面的确定基准面的确定n工件的转动速度工件的转动速度n油石摇动频率油石摇动频率/稳定夹持稳定夹持/脱粒性脱粒性/加压加压/对对中中n油石的充分的润滑油石的充分的润滑n充分的冷却充分的冷却n带走切屑带走切屑n磨加工的质量磨加工的质量2022-6-63超精加工的基本目的超精加工的基本目的n去掉磨加工的痕迹去掉磨加工的痕迹n修正滚道的圆度修正滚道的圆度n修正滚道的截面的形状修正滚道的截面的形状n提高滚道的粗糙度提高滚道的粗糙度n改善滚道的纹理改善滚道的纹理n
2、避免支承痕迹的产生避免支承痕迹的产生n降低轴承噪声降低轴承噪声2022-6-64超精加工对设备的要求超精加工对设备的要求n整体刚性整体刚性n必需的摆头频率必需的摆头频率n避免自身的震动避免自身的震动n切削用油的清洁度切削用油的清洁度n合适的喷嘴位置合适的喷嘴位置n油石夹的耐磨油石夹的耐磨n移动台的精确定位移动台的精确定位n压紧轮压紧轮2022-6-65超精加工的主要特点超精加工的主要特点主要特点主要特点说说 明明加工表面粗糙度低加工表面粗糙度低 超精加工运动轨迹复杂,能由切削过程过渡到光整抛光过程,因而超精加工运动轨迹复杂,能由切削过程过渡到光整抛光过程,因而可获得可获得R Ra a0.010
3、.010.04m0.04m的光洁表面的光洁表面工件尺寸精度高工件尺寸精度高 超精加工油石的粒度极细,只能切削工件的轮廓峰,所以加工余量超精加工油石的粒度极细,只能切削工件的轮廓峰,所以加工余量很小(很小(0.0050.0050.025mm0.025mm),工件尺寸分散度小,合格率极高),工件尺寸分散度小,合格率极高生产率高生产率高超精加工油石的高速往复振动,加长了每一磨粒在单位时间内的切削超精加工油石的高速往复振动,加长了每一磨粒在单位时间内的切削长度,从而提高了生产率长度,从而提高了生产率加工表面质量好加工表面质量好 1 1)超精加工的切削速度低()超精加工的切削速度低(0.50.51.67
4、m/s1.67m/s), ,油石压力小(油石压力小(0.050.050.5MPa0.5MPa), ,所以加工时发热少所以加工时发热少, ,没有烧伤现象没有烧伤现象, ,也不会使工件产生变形也不会使工件产生变形 2 2)磨粒微刃的正反切削)磨粒微刃的正反切削, ,形成的磨屑易于清除形成的磨屑易于清除, ,不会在已加工表面不会在已加工表面形成划痕形成划痕 3 3)超精加工的变形层很薄(一般不大于)超精加工的变形层很薄(一般不大于0.0025mm0.0025mm), ,能形成耐磨性能形成耐磨性比珩磨更高的光洁表面比珩磨更高的光洁表面 修整工件形状和修整工件形状和尺寸误差的作用较尺寸误差的作用较差差
5、超精加工是一种低压力进给加工超精加工是一种低压力进给加工, ,余量又小余量又小, ,油石切除材料的能力较油石切除材料的能力较弱弱, ,故修整工件形状和尺寸误差的作用较差故修整工件形状和尺寸误差的作用较差, ,一般要求前道工序保证必一般要求前道工序保证必要的精度要的精度2022-6-66超精加工的三个阶段超精加工的三个阶段n超精加工一般可分为三个阶段:超精加工一般可分为三个阶段:n切削阶段切削阶段n半切削阶段半切削阶段n光整阶段。光整阶段。2022-6-67切削阶段切削阶段n油石表面与粗糙滚道表面的凸峰接触时,油石表面与粗糙滚道表面的凸峰接触时,由于接触面积较小,单位面积上的压力较由于接触面积较
6、小,单位面积上的压力较大,在一定压力作用下,磨石首先受到工大,在一定压力作用下,磨石首先受到工件的件的“反切削反切削”作用,使磨石表面的部分作用,使磨石表面的部分磨粒脱落和碎裂,露出一些新的锋利的磨磨粒脱落和碎裂,露出一些新的锋利的磨粒和刃边。与此同时,工件表面的凸峰受粒和刃边。与此同时,工件表面的凸峰受到快速切削,通过切削与反切削作用除去到快速切削,通过切削与反切削作用除去工件表面上的凸峰和磨削变质层。这一阶工件表面上的凸峰和磨削变质层。这一阶段被称为切削阶段,在这个阶段切除了大段被称为切削阶段,在这个阶段切除了大部分的金属余量。部分的金属余量。2022-6-68半切削阶段半切削阶段n随着加
7、工的继续进行,工件表面逐渐被磨随着加工的继续进行,工件表面逐渐被磨平。这时,磨石与工件表面接触面积增加,平。这时,磨石与工件表面接触面积增加,单位面积上的压力减小,切削深度减小,单位面积上的压力减小,切削深度减小,切削能力减弱。同时,磨石表面的气孔被切削能力减弱。同时,磨石表面的气孔被堵塞,磨石处于半切削状态。这一阶段被堵塞,磨石处于半切削状态。这一阶段被称为半切削阶段,在半切削阶段工件表面称为半切削阶段,在半切削阶段工件表面切削痕迹变浅,并出现较暗的光泽。切削痕迹变浅,并出现较暗的光泽。2022-6-69光整阶段光整阶段n这是超精加工的最后阶段。随着工件表面这是超精加工的最后阶段。随着工件表
8、面被逐步磨平,磨石与工件表面的接触面积被逐步磨平,磨石与工件表面的接触面积进一步增大,并且,磨石与工件表面之间进一步增大,并且,磨石与工件表面之间逐渐被润滑油膜隔离,单位面积上的压力逐渐被润滑油膜隔离,单位面积上的压力很小,已不足以使磨石自锐,切削作用减很小,已不足以使磨石自锐,切削作用减小,最后趋于自动停止切削。这一阶段被小,最后趋于自动停止切削。这一阶段被称为光整阶段。光整阶段工作表面无切削称为光整阶段。光整阶段工作表面无切削痕迹,出现全面光泽。痕迹,出现全面光泽。2022-6-6102022-6-611内内/外圈沟道超精不良分析外圈沟道超精不良分析光泽没有光泽滚道整体光泽不良滚道两侧光泽
9、不良滚道中央光泽不良2022-6-612内内/外圈沟道超精不良分析外圈沟道超精不良分析磨痕残留发生磨痕残留滚道整体发生磨痕残留滚道两侧发生磨痕残留滚道单侧发生磨痕残留沟道表面发生点状磨痕残留发生划痕现象砂轮磨粒划伤目视正常但高频不良2022-6-613内内/外圈沟道超精不良分析外圈沟道超精不良分析圆度波纹度低频不良测定器测出三角以上的棱圆波纹度仪测出三角以上的棱圆椭圆发生所有工件均发生椭圆偶尔发生2022-6-614内内/外圈沟道超精不良分析外圈沟道超精不良分析沟R沟R尺寸变大沟R尺寸变大沟R尺寸变小沟R形状畸变沟单侧畸变2022-6-615内内/外圈沟道超精不良分析外圈沟道超精不良分析工件不
10、回转工件不回转现象发生工件转动完全停止加工中途停止2022-6-616内内/外圈沟道超精不良分析外圈沟道超精不良分析沟道伤滚道肩部伤滚道中部伤连续发生有时发生在高音响等级时2022-6-617不良分析时的注意点不良分析时的注意点n进行超精加工时应注意内进行超精加工时应注意内/ /外外滚道滚道品质不良品质不良状况的不同点状况的不同点n前工程的加工精度左右着超精加工的品质前工程的加工精度左右着超精加工的品质, , 必须充分认识到前工程的品质状况必须充分认识到前工程的品质状况( (表面粗表面粗糙度、沟糙度、沟R R尺寸、形状、圆度、偏心、平行尺寸、形状、圆度、偏心、平行度等)度等), ,以及外径、内
11、径、平面的精度对超以及外径、内径、平面的精度对超精加工的影响精加工的影响n在使用在使用CBN(CBN(立方氮化硼立方氮化硼) )油石时油石时, ,必须确保必须确保滚滚道道R R尺寸的精度尺寸的精度, ,因为因为CBNCBN油石消耗量极小油石消耗量极小, ,难以适应过大的难以适应过大的滚滚道道R R尺寸的变化尺寸的变化2022-6-618不良分析时的注意点不良分析时的注意点n超精加工是将油石压滚道面上形成加压切削的过超精加工是将油石压滚道面上形成加压切削的过程程, ,油石压力的变化是保证超精加工的要因油石压力的变化是保证超精加工的要因, ,应将应将设备的振动、各相关零部件的松动、间隙量等控设备的
12、振动、各相关零部件的松动、间隙量等控制在最佳的程度制在最佳的程度, ,以保证加工的稳定性以保证加工的稳定性n( (轴承的品质取决于钢球与钢球运动的滚道面品轴承的品质取决于钢球与钢球运动的滚道面品质的优劣质的优劣, ,滚道的加工既重要又非常困难滚道的加工既重要又非常困难, ,所以要所以要充分学习与实践充分学习与实践, ,做到理论与经验同时掌握做到理论与经验同时掌握) )n品质问题的特性之间有着相互的联系品质问题的特性之间有着相互的联系, ,很多时候很多时候不同的问题可能原因是相同的不同的问题可能原因是相同的, ,所以必须熟悉超所以必须熟悉超精加工的机理精加工的机理2022-6-619关于超精加工
13、关于超精加工n球轴承滚道面的超精加工方法是采用油石球轴承滚道面的超精加工方法是采用油石在高速回转的滚道面上摆动在高速回转的滚道面上摆动, ,使滚道面形成使滚道面形成镜面状态的精细加工镜面状态的精细加工n球轴承的滚道面的精度对轴承的回转的稳球轴承的滚道面的精度对轴承的回转的稳定定, ,本身的寿命本身的寿命, ,音响等都非常重要音响等都非常重要, ,是轴承是轴承品质的最重要的决定性因素品质的最重要的决定性因素n最近客户对轴承低噪音运行的要求更为严最近客户对轴承低噪音运行的要求更为严格格, ,这就要求滚道表面的粗糙度这就要求滚道表面的粗糙度, ,需要加工需要加工到目前为到目前为0.0050.005R
14、aRa2022-6-620工件的支承工件的支承n压紧轮方式压紧轮方式主軸2022-6-621工件的支承工件的支承n压紧气缸方式压紧气缸方式主軸压紧气缸加压盘主軸压紧气缸加压盘支承轴支承2022-6-622工件的支承工件的支承n双滚轴方式双滚轴方式2022-6-623关于基准关于基准n偏心设定的基准偏心设定的基准工件偏心量的基准对内工件偏心量的基准对内/外圈是相同的外圈是相同的,由支承支由支承支持持n外圈的支承在外径面外圈的支承在外径面n内圈的支承在内径面内圈的支承在内径面n支承的偏心量支承的偏心量:工件与主轴中心工件与主轴中心”O位的偏位的偏心量为心量为0.10.15mm左右左右2022-6-
15、624偏心示意图偏心示意图n采用气缸压紧方式时采用气缸压紧方式时,压紧盘的偏心量在主轴与工件的中压紧盘的偏心量在主轴与工件的中间位置进行测试间位置进行测试双滚轴超精工件中心主軸中心内滚道超精工件中心主軸中心外滚道超精2022-6-625偏心示意图偏心示意图n气缸压紧方式气缸压紧方式(主轴主轴,工件工件,压紧盘压紧盘)的偏心调整的偏心调整工件中心主軸中心0.15mm气缸中心主軸中心0.05mm工件中心F工件被向下压紧工件的转动,带动气缸的转动,所以气缸会向上跳动为了固定气缸要反方向压住工件,使之产生抵住支承的效果当气缸偏心过大时,回转转矩减少,会造成不回转的现象2022-6-626有芯与无芯的不
16、同有芯与无芯的不同n有芯有芯:油石的旋转中心一定油石的旋转中心一定n无芯无芯:旋转中心变动旋转中心变动加压盘振动头摇动角度摇动角度182 2有芯超精是以沟R中心摇动进行加工(摇动轴中心和沟R中心重合)当油石产生磨耗时,油石被押出补偿磨耗量,因此油石始终在沟R中心摇动,所以沟R形状不会变畸无芯超精是油石固定在夹具上,并因油石的磨耗是摇动中心不断变化,因此称为无芯超精,就品质来说,由于油石中心的变化直接影响到沟R形状的变化,因此必须经常调整油石固定的位置2022-6-627超精加工基本条件超精加工基本条件n超精加工条件是在设备没有油石整形装置超精加工条件是在设备没有油石整形装置(修整器修整器),在
17、磨削工件的过程中油石表面由在磨削工件的过程中油石表面由锋利逐渐钝化锋利逐渐钝化.这时既要保证一定的切削又这时既要保证一定的切削又要保证安定的品质要保证安定的品质,一次超精加工是轴承磨一次超精加工是轴承磨削工程中最困难的工程削工程中最困难的工程,所以必须始终保证所以必须始终保证稳定的机械加工条件稳定的机械加工条件(特别是振动与工件的特别是振动与工件的回转回转),油石油石,精研油以及前工程的精度精研油以及前工程的精度(表面表面粗糙度粗糙度,形状形状)等等等等2022-6-628油石与超精加工方法油石与超精加工方法n为了减少油石的交换频率愈来愈多使用为了减少油石的交换频率愈来愈多使用CBN油石油石,
18、因而产生与使用条件不完全符合因而产生与使用条件不完全符合和安定性差的问题和安定性差的问题.氧化铝油石虽然过去的氧化铝油石虽然过去的实绩比较安定实绩比较安定,但是也有与使用条件不符合但是也有与使用条件不符合的新问题的新问题n理解理解CBN油石的与氧化铝油石的加工工艺油石的与氧化铝油石的加工工艺的不同点是十分重要的的不同点是十分重要的2022-6-629氧化铝与氧化铝与CBN加工过程的状态加工过程的状态加工前的状态加工前的状态粗加工状态粗加工状态超精加工状态超精加工状态超精完了状态超精完了状态油石表面粗糙度油石表面粗糙度油石表面粗糙度油石表面粗糙度油石表面粗糙度油石表面粗糙度油石表面粗糙度油石表面
19、粗糙度加工表面粗糙度加工表面粗糙度加工表面粗糙度加工表面粗糙度加工表面粗糙度加工表面粗糙度加工表面粗糙度加工表面粗糙度加工表面粗糙度加工表面粗糙度加工表面粗糙度加工表面粗糙度加工表面粗糙度加工表面粗糙度加工表面粗糙度加工表面粗糙度油石表面粗糙度油石表面粗糙度油石表面粗糙度油石表面粗糙度油石表面粗糙度油石表面粗糙度油石表面粗糙度油石表面粗糙度切削加工切削加工磨削磨削切削加工切削加工研磨研磨抛光抛光光泽光泽磨粒锋利磨粒锋利切削切削磨粒钝化磨粒钝化研磨研磨抛光抛光光泽削光泽削氧化铝油石加工氧化铝油石加工CBNCBN油石加工油石加工2022-6-630油石的消耗油石的消耗n油石消耗的条件油石消耗的条件
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