工具磨削的發展趨勢
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.刀具日益復雜。
2.對公差要求日益嚴格。
3.PCBN和PCB刀具的使用不斷增加。
如上所述,刀具生產中不斷降低成本的壓力改變了刀具的幾何形態。由于要將不同的單個加工循環整合成一道工序,例如加工臺階孔,要一次加工出整個孔,同時還要提高孔的表面質量。這就要相應提高刀具的復雜程度及切削刃的質量要求。
這樣,機床就要相應增加能完成全部加工所需的砂輪數量。由于對公差要求較高,需一次裝夾完成外圓磨削作業,也就是說,在磨臺階前,先要磨削工件使幾何形狀或大致形狀成形。這一過程一般采用粗磨和精研方法。因此,要加工出臺階的幾何形狀,需要用兩個砂輪磨削。分度頭的選擇也是一樣,需要最高轉速為1000r/min的無級變速工件分度頭。在Ewag公司,有兩種不同系統可供選用:
1.直接驅動轉位分度頭;
2.直接驅動分度并可轉換成外圓磨削模式的分度頭。
對于切屑槽和后角磨削、臺階、前角和尖部的磨削等后序作業,通常需要增加3到5個砂輪。其解決辦法或是采用砂輪更換系統或是采用Ewag開發的轉塔式砂輪架。Ewag的系統在生產中的定位精度和砂輪更換速度方面,具有明顯優勢。
根據經驗,Ewag的解決方案精度更高、速度更快。在“更換”砂輪時,Ewag系統只用2秒鐘,而其它砂輪更換系統要完成同樣任務則需要8~10秒。這樣,當使用6個砂輪加工時,僅更換時間就可減少36秒。轉塔式磨頭對污物不太敏感(抗污染),而其它砂輪更換系統則需在更換砂輪前用人工方法進行吹除和清理。與之相比,Ewag方法是密封的,可完全防止磨屑、潤滑劑進入。
如上所述,公差會明顯加大。當前最常見的公差范圍為±0.002mm,這一公差顯然是受到當前機床理念的影響。對于制造過程,則需要極高精度的機床系統及測量過程。
Ewag的方法是,所有直線坐標都配置分辨率為0.0001mm的高精度直接驅動系統。機床理念是:極高剛度,無振動,導軌系統表面都要刮研。
磨削刀具時,需考慮最復雜的因素,如砂輪磨損和砂輪壓力造成的變化,需要用序中測量法進行連續檢測。因此系統配置了高精度三維測頭。這種測頭可以檢測尺寸,因而能控制所需的補償。該測頭還可以用于預先檢測和檢測刀具交叉點和(或)冷卻內孔。
利用該測量系統,Ewag機床還能檢查和補償機床上的熱膨脹。在進行此項工作時,測頭要以夾緊系統上的一個專用球作為基準點不斷進行校準。
高精度磨削工件需要使用適當的砂輪。磨削時,砂輪尺寸是連續變化的,對此類砂輪尺寸或磨損的修正必需予以補償,即機床也必須做好相應準備。
Ewag的標準砂輪修整系統可以修正砂輪前面和外徑及0~25°的砂輪外緣。修整循環之后就自動執行補償程序。這一過程要經測量系統檢測予以驗證。這一過程可保證此機床上加工的全部工件尺寸與公差是相同的。