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超聲波輔助磨削; ~/ [9 D* z! Q5 h% h5 d
在針對(duì)超聲波輔助磨削的研究中，對(duì)采用金剛石砂輪加工陶瓷(ZrO2、Al2O3、Si3Ni4)的內(nèi)圓磨削流程進(jìn)行了重點(diǎn)關(guān)注。采用這些材料的零件今后可用于醫(yī)療器材或者精密測(cè)量技術(shù)（測(cè)量球）。3 L' K/ s! T* m3 b6 f$ _) o- t! ~
4 M+ |0 O) \# B- [! }7 z; z2 r5 b按照在此最新介紹的方法，可在目前的機(jī)床設(shè)計(jì)中采納超聲波磨削主軸，也可將它加裝到現(xiàn)有機(jī)床上。這一受專利保護(hù)的方法考慮到了把超聲波發(fā)生激勵(lì)器整合到已知內(nèi)圓磨削主軸設(shè)計(jì)方案中的問題。對(duì)于超聲波發(fā)生器將在對(duì)磨削工具加以考慮的情況下進(jìn)行計(jì)算，并進(jìn)行相應(yīng)的加工。根據(jù)所計(jì)劃的應(yīng)用條件，必須采用較小的砂輪直徑(<3mm)。$ B C/ a9 m+ o1 P
( F4 {/ N. ?" [$ K$ k$ V4 a$ x為了利用磨削工具切削速度較高的優(yōu)點(diǎn)，所以在開發(fā)超聲波主軸組件時(shí)把主軸轉(zhuǎn)速固定在60000–100000轉(zhuǎn)/分鐘的范圍。為了滿足這一應(yīng)用條件，對(duì)于需開發(fā)的超聲波磨削主軸提出了新的要求，以確保實(shí)現(xiàn)超聲波輔助加工的理論優(yōu)點(diǎn)。在此介紹的范例中，此要求尤其體現(xiàn)在降低整體陶瓷材料內(nèi)圓端面磨削時(shí)作用于材料上的加工作用力（根據(jù)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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; c, b8 n9 u+ ?降低表面粗糙度
9 K$ ^- O) v& f- M I4 ~軸向疊加的超聲波運(yùn)動(dòng)是由所集成的控制感測(cè)器通過感應(yīng)引發(fā)的，這種運(yùn)動(dòng)在磨削脆硬材料時(shí)將對(duì)切屑形成過程提供幫助。為了使這一潛力得到利用，已實(shí)現(xiàn)了在主軸高速旋轉(zhuǎn)時(shí)同步進(jìn)行70kHz超聲波運(yùn)動(dòng)的傳輸。這一情況代表著一種最新技術(shù)。
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( {$ _" i! b! f$ x* [! w針對(duì)陶瓷零件內(nèi)圓切入磨削也采用相同檢測(cè)裝置進(jìn)行了試驗(yàn)。另外還發(fā)現(xiàn)具有降低表面粗糙度的效果，這將為此工藝的未來用戶進(jìn)一步挖掘出經(jīng)濟(jì)性潛力。
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線切割修整技術(shù)
# o" L6 B3 y# p/ L8 r; L2 h原則上，在加工上述脆硬材料時(shí)將使用各種粘結(jié)劑體系的金剛石砂輪。鑒于硬質(zhì)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(huì)發(fā)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(shù)常常都具有缺陷，而且再現(xiàn)性不夠。/ c( I2 p: x7 p
% F. [) n+ C5 |# R4 H因此，STUDER在過去進(jìn)行的一個(gè)基礎(chǔ)試驗(yàn)中對(duì)金屬基金剛石砂輪的電火花修整進(jìn)行了研究，并將此研究結(jié)果連同最新知識(shí)按照實(shí)踐要求轉(zhuǎn)化為外圓磨削砂輪的修整條件。所進(jìn)行的試驗(yàn)針對(duì)金屬基金剛石砂輪的應(yīng)用并使用油作為冷卻潤滑液，而且油同時(shí)還起著電解質(zhì)的作用，同時(shí)還通過實(shí)驗(yàn)確定此方法也能用于金屬基CBN砂輪。 }+ X$ V& f9 y& o2 q- N3 h
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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(yīng)用已得到了復(fù)興，即使是在較低的切削速度時(shí)也能獲得較高的切削能力，因?yàn)榻柚娀鸹üに嚥粌H可生成規(guī)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(duì)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(jié)劑具有很高的磨粒附著力，這將使磨削能力達(dá)到最佳。
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顯著降低磨削時(shí)間
/ L9 J& L- v( J( S6 f. x在采用STUDER-WireDress®技術(shù)按照生產(chǎn)條件進(jìn)行的批量模擬表明，相比現(xiàn)在的金屬基砂輪磨削流程，它能使每個(gè)工件的磨削時(shí)間顯著降低30-40%。
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6 J$ h m- u) v# k+ J [線切割工藝被選擇用于STUDER-WireDress®系統(tǒng)，因?yàn)橄啾却怪彪娢g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(gè)垂直電蝕工具。一個(gè)專門開發(fā)的送線系統(tǒng)采用連續(xù)性送線進(jìn)給裝置，確保輪廓精準(zhǔn)，它能在進(jìn)行修整期間精確且無振動(dòng)地進(jìn)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(nèi)圓弧和小于0.05毫米的外圓弧。借助這些參數(shù)，用戶在加工中將會(huì)有全新體驗(yàn)。4 X% D; Y) R% m+ \
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砂輪輪廓精度
- ~# A6 N, C- k砂輪的整個(gè)輪廓精度將由磨床機(jī)床軸的質(zhì)量決定，因?yàn)樗袚?dān)著砂輪輪廓軌跡運(yùn)行的工作。鑒于技術(shù)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(jī)床整合的條件，也就是說將在機(jī)床中（無砂輪更換）、且必要時(shí)還要在速度為工作轉(zhuǎn)速時(shí)對(duì)砂輪進(jìn)行修整。此措施將對(duì)磨削流程的質(zhì)量產(chǎn)生巨大的影響。通過對(duì)由替代SiC修整工具的STUDER-WireDress®工藝生成的砂輪表面形貌進(jìn)行比較，還發(fā)現(xiàn)了其他有利方面，如：降低磨削作用力以及提高磨削比（G值）。
! J) i5 L. i2 h6 k3 h2 T機(jī)床操作人員可通過控制系統(tǒng)預(yù)設(shè)借助線蝕工藝修整磨削工具所需的最佳參數(shù)。因此，對(duì)于用戶來說，STUDER-WireDress®的技術(shù)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(fā)表于 2016-7-27 19:37:00
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