高速CD磨削砂轮修整方法及装置研究
|
摘要
本文从高速、超高速加工技术飞速发展的背景出发，分析研究了高速磨削技术的总体构成以及高速磨削机理、磨削工艺和砂轮修整技术。深入研究了基于高速CD磨削技术的砂轮在线修整方法。并提出了以铣削方式进行砂轮修整的在线连续修整新方法。该修整方法修整效率高，能在很短时间内完成砂轮的整形和修锐，避免了在CD磨削中的磨削烧伤；且修整时修整力小、修具本身磨损小、修整精度高。在此基础上本文创新研制了HD-3碗式金刚石滚轮砂轮修整器。该装置具有修整精度和修整效率高、寿命长、便于冷却、结构简单、体积小、安装方便等优点。应用在CD磨削中，提高了加工效率，加工精度，提高了零件质量的稳定性。既满足了制造业提高加工精度的要求，又满足了提高加工效率的要求，使高速、超高速磨削的技术经济优势得以充分发挥。该新方法和装置在大批量生产和高速磨削中有着广泛的应用前景。
On the background of rapidly developed HSM(High Speed Machining) and UHSM (Ultra High Speed Machining) technologies, system construction of high speed grinding technology, high speed grinding mechanism and process and technology of grinding wheels dressing are studied. On-line dressing technology of grinding wheels and equipments are researched in depth. We put forward a new way who dress the grinding wheel using milling mode instead of the tradition on-line dressing method based on existing on-line dressing method. It has high efficiency and can complete face trimming and truing of grinding wheels in very short time. Besides, it has several strongpoints: no grinding burn in CD grinding, low dressing force, little amount of wear, increasing dressing precision.
HD-3 bell diamond idler wheel dresser using this method has high dressing precision and efficiency, long life, simple structrue, little volume, and it is easy to cooling and mounting. By using it in CD grinding, we can boost maching efficiency, precision and stability of the parts quality. It meet not only the appeal of improving machining precision in manufacturing but also the desire of heightening machining efficiency in produce. It fully exert the technical economy of high speed and ultra high speed grinding, and has far-ranging application foreground in huge batch produce and no profile grinding.
On the background of rapidly developed HSM(High Speed Machining) and UHSM (Ultra High Speed Machining) technologies, system construction of high speed grinding technology, high speed grinding mechanism and process and technology of grinding wheels dressing are studied. On-line dressing technology of grinding wheels and equipments are researched in depth. We put forward a new way who dress the grinding wheel using milling mode instead of the tradition on-line dressing method based on existing on-line dressing method. It has high efficiency and can complete face trimming and truing of grinding wheels in very short time. Besides, it has several strongpoints: no grinding burn in CD grinding, low dressing force, little amount of wear, increasing dressing precision.
HD-3 bell diamond idler wheel dresser using this method has high dressing precision and efficiency, long life, simple structrue, little volume, and it is easy to cooling and mounting. By using it in CD grinding, we can boost maching efficiency, precision and stability of the parts quality. It meet not only the appeal of improving machining precision in manufacturing but also the desire of heightening machining efficiency in produce. It fully exert the technical economy of high speed and ultra high speed grinding, and has far-ranging application foreground in huge batch produce and no profile grinding.
引文
[1] 《机械工程科学技术前沿》编委会．机械工程科学技术前沿．北京：机械工业出版社，1996．
[2] Salomon C. Process for the Machining of Metals or Similarly Acting Materials When Being Worked by Cutting Tools. German Patent, 5323594. 1931-04.
[3] 张伯霖，谢影明，肖曙红．超高速切削的原理与应用．中国机械工程，1995，6(1)：23～24．
[4] The design and Development of Creeep Feed Grinding Machine and Wheel and Their Optimal Utilization in View of Workpiece Burning》 .Proc. of 20th MTDR. 1983
[5] 蔡光起．超高速切削和磨削．机械工程科学技术前沿．机械工业出版社 1996
[6] 张建中，左敦稳．超硬磨料砂轮的激光修整新技术．电加工与模具，2001，4：1～4
[7] 中国机床工具协会．中国金属加工机床进口、出口贸易统计2002年1—10月．中国机床工具，2002，第24期．
[8] 刘蒲生，雷力生，严文浩．磨具选择与使用．机械工业出版社．
[9] 臼井英治(日)．切削磨削加工学．机械工业出版社．
[10] 傅杰才．《磨削原理与工艺》．湖南大学出版社．
[11] 李力钧，傅杰才．磨削力数学模型的研究．湖南大学学报．1979，3：14．
[12] 董萃然，刘蒲生．磨削用量对磨削力的影响．磨料磨具与磨削．1981，5：9．
[13] 张树声，刘蒲生．高速强力外圆切入磨削与外圆深切缓进给磨削．第二届机床与设计年会论文集．中国机械工程学会机械加工学会．1980，8
[14] Dr. Chander Bhateja, Dr. Richard Lindsay, Copyright 1982 by The Society of Manufacturing Engineers Dearborn Michigan, 《Grinding Theory Techniques and Troubleshooting》
[15] 《Elastic Deflections in Grinding》 .CIRP Vol. 29/1/1980
[16] 王文经．人造金刚石树脂砂轮磨削硬质合金时一些基本特性的探讨．《磨料
磨具与磨削》．1983，3：18．
[17] 《Transfer of Grinding Research Date for Different Operations in Grinding》. CIRP Vol. 31/2/1982
[20] 《Determination of Optimum Machining Conditions in Cylindrical Plunge Grinding》 Manufacture Eng. Trans. 1977
[21] T. N. Loladze, G.V. Bockuchave. 《New Developments in Grinding》. Criteria for Determining Cutting Properties of Abrasive Tools. 1982
[22] 朱从容．超高速磨削及其关键技术．磨床与磨削，2000(4)：13
[24] 吉川弘之，佐田登志夫．精密机械．26卷9号．
[29] Linda A. Green. Trueing and Dressing Super abrasive Wheels:A progress Report. Cutting Tool Engineering. 1995,8
[30] T.N. Loladze, G.V. Bockuchave. Criteria for Determining Cutting Properties of Abrasive Tools. New Developments in Grinding. 1982
[32] Schulz H. High Speed Machining. Annals of the CIRP, Vol. 41, No. 2,1992
[33] Robert I. King. Handbook of High-Speed Machining Technology. New York:Chapman and Hall.1985
[34] Rowe W.B. etc Applications of artificial intelligence in grinding Annals of the CIRP 1994 43 2
[35] 陈雪梅等．单层超硬磨料砂轮制造技术新发展．南京航空航天大学学报，1999(2)：29．
[36] 路长厚等 国内外砂轮平衡技术发展状况．磨床与磨削，1997(3)：20．
[37] 张伯霖等 高速电主轴设计制造中若干问题的探讨．制造技术与机床，2001(7)：12．
[38] 李幸生．“金刚石修整若干问题的研究”．磨床与磨削．1998(6)：26．
[39] Partha Protin Bose．“凸轮轴的磨削趋向于高技术”．美国机床中文版第5期：32．
[40] Jack graham "Properly Applying Diamond Rolls".《AES Magazine》 Jan-Feb. 1989 Abxasive Engineering Society
[41] H. R. Meyer and H. J. Wiemann "Diamond roller dressers: their design and apllication considerations in Europe". 《Industria Diamond Review》 . March 1975, pp. 89-95
[42] 李力钧6 《Elastic Deflections in Grinding》. CIRP Vol. 29/1/1980
[43] 《Residual Stress-Measurement and Causes in Machining Processes》 . CIRP Vol 31/2/1982
[44] 《Computerized Cost Analysis of Grinding Operations》.CIRP Vol. 29/1/1980
[45] 康仁科．超硬磨料砂轮的激光修锐技术研究．中国机械工程．第11卷，第5期，2000年5月
[46] 王先逵，刘为刚．超硬磨料磨具修整技术的发展．磨料磨具磨削．1994，3：6．
[47] 吴耀．碗型金刚石滚轮砂轮修整器．湖南大学学报．第26卷，第2期：74．
[48] 宓海青．高效数控凸轮轴磨床．湖南大学学报．第26卷，第2期：161．
[49] 蔡光启．磨削技术现状与新发展．湖南大学学报．第26卷，第2期：1．
[50] 崔仲鸣，严文浩．磨削中砂轮修整技术的新发展．湖南大学学报．第26卷，第2期：57．
[51] 李力钧，洪雷．激光修整CBN砂轮．湖南大学学报．第26卷，第2期：62．
[52] 陆名彰，熊万里，黄红武．超高速磨削技术的发展及其主要相关技术．湖南大学学报，第29卷，第5期：44．
[53] 黄红武，熊万里．高速大功率精密电主轴中的关键技术．湖南大学学报．第29卷，第5期：49．
[54] 邓朝晖，张璧，周志雄．陶瓷磨削的表面／亚表面损伤．湖南大学学报．第29卷，第5期：61．
[55] 盛晓敏，黄红武，宓海青．高速、超高速磨床机械安全设计框架研究．湖南大学学报．第29卷，第5期：72．
[56] 田中义信，津和秀夫，井川直哉．精密加工法．机械工业出版社
[57] 李迎，徐鸿钧．激光修锐树脂结合剂CBN砂轮的研究．精密加工．2001，46：51．
[58] 严文浩，朱峰．超硬磨料磨削工艺的新发展．机械工人(冷加工)2000，2：3．
[59] 陈剑飞，陈旭．磨削温度计算机检测系统．磨料磨具与磨削．1993．1：43．
[60] 王西彬，任敬心．磨削温度及热电偶测量的动态分析．中国机械工程．1997，8卷，6期：47．
[2] Salomon C. Process for the Machining of Metals or Similarly Acting Materials When Being Worked by Cutting Tools. German Patent, 5323594. 1931-04.
[3] 张伯霖，谢影明，肖曙红．超高速切削的原理与应用．中国机械工程，1995，6(1)：23～24．
[4] The design and Development of Creeep Feed Grinding Machine and Wheel and Their Optimal Utilization in View of Workpiece Burning》 .Proc. of 20th MTDR. 1983
[5] 蔡光起．超高速切削和磨削．机械工程科学技术前沿．机械工业出版社 1996
[6] 张建中，左敦稳．超硬磨料砂轮的激光修整新技术．电加工与模具，2001，4：1～4
[7] 中国机床工具协会．中国金属加工机床进口、出口贸易统计2002年1—10月．中国机床工具，2002，第24期．
[8] 刘蒲生，雷力生，严文浩．磨具选择与使用．机械工业出版社．
[9] 臼井英治(日)．切削磨削加工学．机械工业出版社．
[10] 傅杰才．《磨削原理与工艺》．湖南大学出版社．
[11] 李力钧，傅杰才．磨削力数学模型的研究．湖南大学学报．1979，3：14．
[12] 董萃然，刘蒲生．磨削用量对磨削力的影响．磨料磨具与磨削．1981，5：9．
[13] 张树声，刘蒲生．高速强力外圆切入磨削与外圆深切缓进给磨削．第二届机床与设计年会论文集．中国机械工程学会机械加工学会．1980，8
[14] Dr. Chander Bhateja, Dr. Richard Lindsay, Copyright 1982 by The Society of Manufacturing Engineers Dearborn Michigan, 《Grinding Theory Techniques and Troubleshooting》
[15] 《Elastic Deflections in Grinding》 .CIRP Vol. 29/1/1980
[16] 王文经．人造金刚石树脂砂轮磨削硬质合金时一些基本特性的探讨．《磨料
磨具与磨削》．1983，3：18．
[17] 《Transfer of Grinding Research Date for Different Operations in Grinding》. CIRP Vol. 31/2/1982
[20] 《Determination of Optimum Machining Conditions in Cylindrical Plunge Grinding》 Manufacture Eng. Trans. 1977
[21] T. N. Loladze, G.V. Bockuchave. 《New Developments in Grinding》. Criteria for Determining Cutting Properties of Abrasive Tools. 1982
[22] 朱从容．超高速磨削及其关键技术．磨床与磨削，2000(4)：13
[24] 吉川弘之，佐田登志夫．精密机械．26卷9号．
[29] Linda A. Green. Trueing and Dressing Super abrasive Wheels:A progress Report. Cutting Tool Engineering. 1995,8
[30] T.N. Loladze, G.V. Bockuchave. Criteria for Determining Cutting Properties of Abrasive Tools. New Developments in Grinding. 1982
[32] Schulz H. High Speed Machining. Annals of the CIRP, Vol. 41, No. 2,1992
[33] Robert I. King. Handbook of High-Speed Machining Technology. New York:Chapman and Hall.1985
[34] Rowe W.B. etc Applications of artificial intelligence in grinding Annals of the CIRP 1994 43 2
[35] 陈雪梅等．单层超硬磨料砂轮制造技术新发展．南京航空航天大学学报，1999(2)：29．
[36] 路长厚等 国内外砂轮平衡技术发展状况．磨床与磨削，1997(3)：20．
[37] 张伯霖等 高速电主轴设计制造中若干问题的探讨．制造技术与机床，2001(7)：12．
[38] 李幸生．“金刚石修整若干问题的研究”．磨床与磨削．1998(6)：26．
[39] Partha Protin Bose．“凸轮轴的磨削趋向于高技术”．美国机床中文版第5期：32．
[40] Jack graham "Properly Applying Diamond Rolls".《AES Magazine》 Jan-Feb. 1989 Abxasive Engineering Society
[41] H. R. Meyer and H. J. Wiemann "Diamond roller dressers: their design and apllication considerations in Europe". 《Industria Diamond Review》 . March 1975, pp. 89-95
[42] 李力钧6 《Elastic Deflections in Grinding》. CIRP Vol. 29/1/1980
[43] 《Residual Stress-Measurement and Causes in Machining Processes》 . CIRP Vol 31/2/1982
[44] 《Computerized Cost Analysis of Grinding Operations》.CIRP Vol. 29/1/1980
[45] 康仁科．超硬磨料砂轮的激光修锐技术研究．中国机械工程．第11卷，第5期，2000年5月
[46] 王先逵，刘为刚．超硬磨料磨具修整技术的发展．磨料磨具磨削．1994，3：6．
[47] 吴耀．碗型金刚石滚轮砂轮修整器．湖南大学学报．第26卷，第2期：74．
[48] 宓海青．高效数控凸轮轴磨床．湖南大学学报．第26卷，第2期：161．
[49] 蔡光启．磨削技术现状与新发展．湖南大学学报．第26卷，第2期：1．
[50] 崔仲鸣，严文浩．磨削中砂轮修整技术的新发展．湖南大学学报．第26卷，第2期：57．
[51] 李力钧，洪雷．激光修整CBN砂轮．湖南大学学报．第26卷，第2期：62．
[52] 陆名彰，熊万里，黄红武．超高速磨削技术的发展及其主要相关技术．湖南大学学报，第29卷，第5期：44．
[53] 黄红武，熊万里．高速大功率精密电主轴中的关键技术．湖南大学学报．第29卷，第5期：49．
[54] 邓朝晖，张璧，周志雄．陶瓷磨削的表面／亚表面损伤．湖南大学学报．第29卷，第5期：61．
[55] 盛晓敏，黄红武，宓海青．高速、超高速磨床机械安全设计框架研究．湖南大学学报．第29卷，第5期：72．
[56] 田中义信，津和秀夫，井川直哉．精密加工法．机械工业出版社
[57] 李迎，徐鸿钧．激光修锐树脂结合剂CBN砂轮的研究．精密加工．2001，46：51．
[58] 严文浩，朱峰．超硬磨料磨削工艺的新发展．机械工人(冷加工)2000，2：3．
[59] 陈剑飞，陈旭．磨削温度计算机检测系统．磨料磨具与磨削．1993．1：43．
[60] 王西彬，任敬心．磨削温度及热电偶测量的动态分析．中国机械工程．1997，8卷，6期：47．