超聲波輔助磨削
) P2 h& d8 c; F8 [* \: a在針對超聲波輔助磨削的研究中，對采用金剛石砂輪加工陶瓷(ZrO2、Al2O3、Si3Ni4)的內圓磨削流程進行了重點關注。采用這些材料的零件今后可用于醫療器材或者精密測量技術（測量球）。& a. C* m' g; E/ g1 }1 q
* V9 F. K0 S6 u, G& f按照在此最新介紹的方法，可在目前的機床設計中采納超聲波磨削主軸，也可將它加裝到現有機床上。這一受專利保護的方法考慮到了把超聲波發生激勵器整合到已知內圓磨削主軸設計方案中的問題。對于超聲波發生器將在對磨削工具加以考慮的情況下進行計算，并進行相應的加工。根據所計劃的應用條件，必須采用較小的砂輪直徑(<3mm)。0 A1 @4 @8 l( t6 H, [
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為了利用磨削工具切削速度較高的優點，所以在開發超聲波主軸組件時把主軸轉速固定在60000–100000轉/分鐘的范圍。為了滿足這一應用條件，對于需開發的超聲波磨削主軸提出了新的要求，以確保實現超聲波輔助加工的理論優點。在此介紹的范例中，此要求尤其體現在降低整體陶瓷材料內圓端面磨削時作用于材料上的加工作用力（根據情況大約30-50%）上，這能使切削量更高、刀具磨損更小。
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6 u& f3 z# t* E( B- Y- d降低表面粗糙度
% F0 J5 k: c) ~1 Q3 e軸向疊加的超聲波運動是由所集成的控制感測器通過感應引發的，這種運動在磨削脆硬材料時將對切屑形成過程提供幫助。為了使這一潛力得到利用，已實現了在主軸高速旋轉時同步進行70kHz超聲波運動的傳輸。這一情況代表著一種最新技術。: l0 U0 K# p" A! v W v$ b
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針對陶瓷零件內圓切入磨削也采用相同檢測裝置進行了試驗。另外還發現具有降低表面粗糙度的效果，這將為此工藝的未來用戶進一步挖掘出經濟性潛力。 t1 S& @0 s! G$ E2 A
, y0 ?" t! B' L ?" G0 H線切割修整技術
" ?% m' F" J# u9 i0 L$ N原則上，在加工上述脆硬材料時將使用各種粘結劑體系的金剛石砂輪。鑒于硬質合金和高性能陶瓷（包括硬度、韌性）的材料特性，必須使用此高硬度磨料。但這種磨料也會發生物理性磨損，它把修整問題提上了議程。在這方面，已知修整技術常常都具有缺陷，而且再現性不夠。
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3 e% R0 p O3 R b! l0 J$ j因此，STUDER在過去進行的一個基礎試驗中對金屬基金剛石砂輪的電火花修整進行了研究，并將此研究結果連同最新知識按照實踐要求轉化為外圓磨削砂輪的修整條件。所進行的試驗針對金屬基金剛石砂輪的應用并使用油作為冷卻潤滑液，而且油同時還起著電解質的作用，同時還通過實驗確定此方法也能用于金屬基CBN砂輪。' u b. X5 W- T5 Y
; O: y- a: Q- D7 P( P4 B正如您今天在高速加工所使用的一樣，金屬基金剛石砂輪的應用已得到了復興，即使是在較低的切削速度時也能獲得較高的切削能力，因為借助電火花工藝不僅可生成規則的砂輪外形輪廓，還可獲得出色的磨粒出露高度，從而能有針對性地獲得材料磨削所需的容屑空間。此磨粒出露高度，加上金屬粘結劑具有很高的磨粒附著力，這將使磨削能力達到最佳。+ j1 D2 {( c& u# E1 J
- V* ]4 P; V+ k$ f顯著降低磨削時間
3 v/ ?; x' e, X5 m5 Y在采用STUDER-WireDress®技術按照生產條件進行的批量模擬表明，相比現在的金屬基砂輪磨削流程，它能使每個工件的磨削時間顯著降低30-40%。+ J+ `1 ?8 Y1 W) s7 {
* w! L& C1 {; L7 ]+ R. Y線切割工藝被選擇用于STUDER-WireDress®系統，因為相比垂直電蝕工藝，它的線徑始終恒定。因此不必為獲得完整的砂輪外形輪廓而制造一個垂直電蝕工具。一個專門開發的送線系統采用連續性送線進給裝置，確保輪廓精準，它能在進行修整期間精確且無振動地進行送線。借助指定直徑的金屬線可在砂輪外形輪廓上生成小于0.2毫米的內圓弧和小于0.05毫米的外圓弧。借助這些參數，用戶在加工中將會有全新體驗。
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砂輪輪廓精度
& Y9 f& w: Q, Q; [+ }. {砂輪的整個輪廓精度將由磨床機床軸的質量決定，因為它承擔著砂輪輪廓軌跡運行的工作。鑒于技術緣故，精密磨床在此提供了最佳先決條件。STUDER-WireDress®方案完全符合機床整合的條件，也就是說將在機床中（無砂輪更換）、且必要時還要在速度為工作轉速時對砂輪進行修整。此措施將對磨削流程的質量產生巨大的影響。通過對由替代SiC修整工具的STUDER-WireDress®工藝生成的砂輪表面形貌進行比較，還發現了其他有利方面，如：降低磨削作用力以及提高磨削比（G值）。1 I# [+ L3 L0 w: K4 [
機床操作人員可通過控制系統預設借助線蝕工藝修整磨削工具所需的最佳參數。因此，對于用戶來說，STUDER-WireDress®的技術整合是可以掌控的，且與他所熟悉的磨床操作和編程方法類似。
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發表于 2016-7-27 19:37:00
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