整形・修整
整形和修整
整形和修整是熟练运用磨削工具所不可或缺的作业。整形是指去除所安装的砂轮使用表面的偏差,将其加工成与工件的形状相适应的指定形状的作业。修整是指对整形后的磨粒突出量进行调整,从而在钝化的磨粒上形成切削刃的作业。
采用适合磨削工具的整形、修整方法,选择与工件的加工精度(尺寸精度、形状精度、加工面粗糙度等)和加工效率相符合的修整条件非常重要。
各个磨削工具的修整器适用表
T:整形,D:修整,◎:使用,○可以使用,△:偶尔使用
修整器种类 | 金刚石砂轮 | CBN砂轮 | 普通砂轮 | ||||||||||||||
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陶瓷结合剂 | 树脂 | 金属 | 电镀 | 陶瓷结合剂 | 树脂 | 金属 | 电镀 | ||||||||||
T | D | T | D | T | D | T | D | T | D | T | D | T | D | T | D | D | |
单颗粒 | ◎ | ○ | ◎ | ||||||||||||||
多颗粒 | ◎ | ◎ | ○ | ◎ | |||||||||||||
嵌金刚石 | △ | △ | ◎ | ○ | ◎ | ◎ | |||||||||||
杯状滚轮 | △ | ◎ | ○ | △ | |||||||||||||
滚轮 | ◎ | ◎ | ◎ | ○ | ○ | ◎ | ◎ | ◎ | ○ | ○ | ◎ | ||||||
陶瓷结合剂金刚石砂轮 | ○ | ○ | ◎ | ◎ | ◎ | ◎ | |||||||||||
树脂金刚石砂轮 | ○ | ◎ | ◎ | ||||||||||||||
金属金刚石砂轮 | ◎ | ◎ | ◎ | ◎ | ◎ | ◎ | |||||||||||
电镀金刚石砂轮 | ◎ | ◎ | ◎ | ◎ | |||||||||||||
金刚石轧辊 | ◎ | ◎ | ◎ | ◎ | |||||||||||||
金刚石块 | ◎ | ◎ | ◎ | ◎ | ◎ | ||||||||||||
砂轮块磨削 | ◎ | ◎ | ○ | ○ | ◎ | ◎ | ○ | ○ | |||||||||
砂轮制动控制 | ◎ | ○ | ◎ | ○ | ◎ | ○ | ◎ | ◎ | ◎ | ◎ | ◎ | ○ | |||||
砂轮卷驱动型 | ◎ | ◎ | ○ | ○ | ◎ | ◎ | ○ | ○ | |||||||||
砂轮修整棒推动 | ○ | ◎ | ○ | ◎ | ◎ | ◎ | ○ | ||||||||||
软钢磨削 | △ | ○ | ◎ | △ | ○ | ◎ | |||||||||||
金属磨碎 | ◎ | ◎ | ◎ | ◎ | |||||||||||||
金属丝刷 | ◎ | ◎ | |||||||||||||||
滚碎机 | ◎ | ○ | ◎ | ○ | ◎ | ||||||||||||
磨粒研磨 | ○ | ◎ | ○ | ◎ | ○ | ◎ | ○ | ◎ | ○ | ◎ | ○ | ◎ | |||||
磨粒喷射 | △ | ○ | △ | △ | ○ | △ | |||||||||||
磨粒淤渣注入 | ○ | ○ | △ | ○ | ○ | ||||||||||||
电线电极放电加工 | ◎ | ◎ | ◎ | ◎ | |||||||||||||
电解加工 | ◎ | ◎ |
修整器种类
单颗粒型
单颗粒修整器
将一颗天然金刚石原状嵌入,价格低廉,砂轮表面操纵比较容易,广泛用于从一般磨削到精密磨削的多种加工。
顶点修整器(角锥形、圆锥形)
将金刚石的顶端研磨成圆锥形(30°~120°)和四角锥形(55°~110°),并安装到刀柄上。用于精密磨削、内面磨削和成形磨削。
成形修整器
金刚石顶端被研磨成25°~70°、R0.1~0.5的屋顶状、楔形。
用于将砂轮加工成所需形状的精密成形磨削、斜面磨削、分段磨削用砂轮。
莱斯豪尔型修整器
金刚石被研磨成扁平状并与刀柄平行。
用于齿轮磨削用砂轮的成形。
(名称由来:由于在莱斯豪尔公司生产的磨床中使用。)
多颗粒型
多颗粒修整器
与稍小磨粒同等大小的金刚石在以轴心为中心的圆周线上/或直线上被排列成1层到3层左右,每层排列2~5个。
用于无心磨削等工序中使用的大型砂轮。
针式修整器
几个针状(米粒状)的金刚石在直线上被排列成1层~3层。
用于斜面磨削、无心磨削等工序中使用的砂轮。
嵌金刚滚轮
将#50~#400的金刚石磨粒嵌入结合剂中。
用于精密磨削用砂轮。也可用于CBN砂轮的整形,但使用之后需要进行修整。
多颗粒GRID修整器
将#16~#30的金刚石磨粒嵌入结合剂中。
用于无心磨削和外圆、平面磨削工序中使用的大型砂轮。
单颗粒修整器的使用方法
安装
安装方向应与磨削砂轮的旋转方向和修整器的进给方向各自成10~15°夹角,并应当对准修整器的顶端进行安装。
修整器的进给速度、切入量、安装角度对加工面粗糙度的影响如图所示。安装角度越大,加工面粗糙度越小。
进给速度
进给速度加快时,切削刃之间的间隔变大,砂轮的切削锋利度变好,但加工精度随之变差。相反,速度减慢时,加工精度变好,但容易发生切屑堵塞,从而导致砂轮的切削锋利度变差。因此,修整器的进给速度以修整器通过一粒磨粒内部2~3次为标准,可根据以下公式进行计算。
F=(d×N)/2.5
F:修整器进给速度(mm/min.)
d:磨粒的平均粒径(mm)
N:砂轮转速(1/min.)
粒度 | F46 | F54 | F60 | F80 | F100 | F120 | F150 |
平均粒径 | 0.4 | 0.3 | 0.25 | 0.18 |
0.13 |
0.10 | 0.07 |
切入量和总切入量
●尽管切入量给磨削性能造成的影响并没有进给速度造成的影响大,但磨粒的破碎状态会发生改变,因此关系到加工面粗糙度。
精密磨削中为了让磨粒形成微小破碎,采用半径为5μm左右的微小切入量。一般磨削中为了让磨粒形成适度破碎,采用半径为10~30μm左右的切入量。粗磨中则采用半径为40μm左右的切入量,结合桥也被局部破坏,磨粒间隔扩大,从而可以获得较大的切削量。
●另一方面,总切入量根据磨粒的损耗和切屑堵塞程度情况会发生变化。总切入量不足,性能无法恢复;总切入量过多,则导致磨粒的突出量不足。
一般磨粒以粒径的10~30%为标准,但建议对指定性能(加工面粗糙度、修整间隔等)的恢复情况进行确认。
金刚石的大小
金刚石的大小根据砂轮的外径、厚度、磨粒的种类、粒度、结合剂、硬度等进行选择。
金刚石的大小 | 小 | 大 | |||
磨粒的种类 | A | WA | SA | CX | GC |
粒度 | 细粒 | 粗粒 | |||
结合剂 | V | B | |||
硬度 | 软 | 硬 | |||
切入量 | 小 | 大 |
由修整引起的故障及对策
如果修整出现问题,会直接导致磨削故障。为了充分发挥使用砂轮的性能,进行正确的修整非常重要。
以下是关于磨削状态不佳时对应的修整作业的检查项目。
现象 | 对策 |
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加工面上有不规律振纹 | ・更换顶端变平的修整器 ・检查修整器的安装是否松动 ・检查修整器的刀柄是否过度突出 |
加工面划痕 | ・检查金刚石是否破裂 ・检查修整器的安装(角度、固定) ・减小修整器的进给量和切入口 ・修整的最后进行多次零切割 ・修整务必从砂轮端开始 ・在砂轮端面加上R面 |
加工面上有进刀痕迹 | ・减小修整器的进给量和切入口 |
加工面上有不规则的裂痕 | ・更换顶端变平的修整器 ・清除修整后砂轮表面留下的游离磨粒 |
砂轮磨损大 | ・减小修整器切入口,增大修整器进给量 |
砂轮出现切屑堵塞 | ・更换顶端变平的修整器 ・增大修整器的进给量 ・清理修整后的砂轮表面 |
工件圆度不佳 | ・检查砂轮使用面是否磨粒钝化或切屑堵塞 ・统一修整位置和磨削位置 |
工件的锥度 | ・统一修整位置和磨削位置 |
工件的烧伤、破裂 | ・增大修整器的进给量 ・增加修整量(总切入量) |