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CNC工具磨床金刚石砂轮自动修整补偿方法

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CNC tool grinder diamond grinding wheel

数控自动磨削技术的发展对其配套设备提出了很高的要求。砂轮在线自动修整技术作为配套技术之一,必须适应现代数控磨削技术的需要,使其向高精度、超稳定、全自控的方向发展。
金刚石砂轮作为一种高效磨具,广泛应用于硬质合金、陶瓷、CBN等超硬材料的加工。金刚石砂轮的修整和自动补偿方式决定了全自动数控磨床的性能,在很大程度上决定了砂轮的性能和使用寿命。

金刚石砂轮修整原理

金刚石砂轮的修整方法是影响砂轮磨削性能的重要因素。目前金刚石砂轮常用的修整方法有:在线电解修整、EDM砂轮修整、杯形砂轮修整、电解-机械复合修整和激光修整。由于杯形砂轮的修整方法比其他修整方法更简单、更容易实现,本文采用GC杯形砂轮修整技术对金刚石砂轮进行自动修整。金刚石砂轮的修整通常分为整形和刃磨两个阶段。整形的目的是去除砂轮初装后的形状误差和表面缺陷,保证砂轮的几何形状精度。刃磨是由于砂轮在工作一段时间后钝化,以使结合剂的切削刃突出和适当的高度,在磨粒之间形成足够的容屑空间,并使有效的磨粒数尽可能在单位面积上。

一种用GC杯形砂轮修整杯形金刚石砂轮的方法

实际修整时,碗形金刚石砂轮和GC杯形砂轮的砂带完全交错配合,分别以一定的速度旋转. 修整轮与砂轮的旋转线速度比为8:1。修整轮固定,金刚石砂轮沿轴线修整进给,使GC杯形砂轮与碗形金刚石砂轮形成互不磨削磨削。通过磨削两个砂轮的端面,去除金刚石砂轮钝化的磨粒,形成容屑空间,使金刚石砂轮表面重新锐化,达到修整的目的。

砂轮修整的自动控制方法

在磨削中,砂轮的磨损状态是影响磨削质量的重要因素。CNC工具磨床可以在刀片磨削的整个过程中实时监控砂轮的状态。根据加工刀片的尺寸和材料的不同,需要去除的量和研磨时间也不同。综合考虑,设置自动修整间隔。通过对砂轮的磨削刀片数量进行计数,并与系统实时设定的修整间隔进行比较。当磨削次数达到设定的修整间隔次数时,NC程序中自动调用修整模块,实现砂轮的自动修整。为确保机器操作的安全,该控制方法还增加了对砂轮寿命和修整轮寿命的实时监控。只要检测到本次修整可能导致砂轮或修整轮达到预警厚度,机器就会自动发出报警信号并停机进行人工加工。如果砂轮和修整轮未达到报警厚度,修整将顺利进行。修整完成后,通过数据处理输出砂轮修整后的补偿值。如果砂轮和修整轮未达到报警厚度,修整将顺利进行。修整完成后,通过数据处理输出砂轮修整后的补偿值。如果砂轮和修整轮未达到报警厚度,修整将顺利进行。修整完成后,通过数据处理输出砂轮修整后的补偿值。

砂轮修整补偿方法

工件尺寸的一致性很大程度上取决于工艺系统状态的一致性。砂轮修整一次后,磨料厚度减小,砂轮端面变化到指定的校准位置,导致整个工艺系统的状态和被加工工件的尺寸发生变化,所以无法保证大小的一致性。因此,砂轮修整后的补偿尤为重要。分析砂轮修整过程是两个磨具的相互磨削,既减少了砂轮磨料厚度,又降低了砂轮磨料厚度,是综合作用的结果。所以,砂轮修整的补偿方法是通过多次试验确定的。金刚石砂轮的硬度和耐磨性远高于GC杯形修整轮。可以预见,在修整过程中,金刚石砂轮减少的磨料厚度远小于修整轮减少的磨料厚度。修整轮的位置是固定的。在修整过程中,砂轮沿进给方向前进一个修整量。由于相互磨削作用,砂轮和修整轮的厚度同时减小。它们之间的关系是:修整量=砂轮减少量=修整轮减少量。为了保证被加工工件的尺寸一致性,修整后砂轮的减少量应予以补偿。实际修整试验数据表明,当修整量为0.03mm时,砂轮厚度减少0.0015mm,修整轮厚度减少0.0275mm。

结论

砂轮修整的自动控制方法和补偿方法已在本项目研制的工具磨床中得到应用。通过长时间连续试磨,将机器加工的工件尺寸一致性控制在5m以内,验证了该方法的实际效果。
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