干式冷风切削技术在磨削中的应用

干式冷风切削技术在磨削中的应用 圜 干式冷风切削技术在磨削中的应用 哈尔滨汽轮机厂有限责任公司(黑龙江150046)魏成双顾祖慰 重庆成田低温加工技术有限公司(400030)张昌义杨伦 在汽轮机制造中,90%以上的部套,零件都需要进 行金属切削加工,而金属切削加工离不开刀具.一般来 说,刀具制造的最后工序为磨削,磨削质量的好坏直接 影响到刀具的应用质量,生产效率和寿命.通常情况 下,提高磨削质量的主要措施,一是砂轮的合理选择, 二是使用的切削液对磨削性能的影响.对刀具制造而 言:平面,内,外圆磨削工艺都可使用切削液,但最后 工序,在万能工具磨床(刀具磨床),铲齿磨床和拉刀 磨床精磨刀具时,由于机床结构的原因,就无法使用切 削液.这时,由于失去了切削液的冷却作用,加工时磨 削温度会迅速升高,不宜采用较大的磨削用量来完成刀 具的精磨加工.同时,由于采用干式磨削,如果切削用 量选择不合理,刀具面极易出现烧伤,裂纹等缺陷. 这些都将直接影响到刀具的精磨质量和使用寿命并增加 制造成本,使用干式(准)冷风切削工艺,就能较好地 解决这一难. 1.冷风切削技术的基本原理 冷风切削技术是近年来国际较为流行的一种加工方 式,主要为防止(切削液等)污染,改善加工环境,提 高切削效率,延长刀具使用寿命(特别是解决难加工材 料的加工)降低加工成本的高效加工配套技术.所以国 际公认它是一种绿色切削技术,欧,美,日,俄等工业 发达国家现已在较大范围推广应用. 冷风切削技术的基本原理,就是将压缩空气(在一 定压力下)通过不同类型的制冷设备,将气体直接用喷 管喷射于刀具前后切削刃(经尘埃分离器清除微离子, 再经空气干燥器下降至低露点,进入空气冷却装置冷却 ,工件和刀具切削刀得到快速冷却,从而达 后)使切屑 到降温,减小切削力(摩擦力)和切屑快速脱离工件的 效果.图1是冷风磨削加工系统示意图. 2.冷风切削设备的使用和主要参数的选用 如图1所示的冷风设备主要由下列部件组成:空气 压缩机,低温冷风射流机,微量油雾化器,喷射器,刀 具(砂轮)等组成,我们应用的设备由重庆成田低温加 工技术有限公司提供,其主要参数为进气压力0.6— 0.8MPa,进气温度?40?,出气额定流量3.Om/min, 出气压力/>0.3MPa,出气温度?一50?. 压力计 图l冷风磨削加工系统 1.主管路过滤器2.冷冻式空气干燥器3.无热空气干燥器 4.灰尘分离器5.溢流阀6,压缩机7.自动排浅 8.冷凝器lO.砂轮11.气液交换器 冷风切削技术的使用效果好坏,除和设备本身的性 能,质量密切相关外还与正确,合理使用设备和参数选 择有关,根据我们近两年对冷风设备的应用,我们认为 有下列几点应予以重视和引起注意. (1)使用前的准备首先要检查风源质量,一般来 说,工厂使用的压缩空气,风源是由压缩空气总站通过 管道输送到各使用车间的.由于常年使用,管内因生 锈,气源中混入杂质,油污,积水等常会使管道风口堵 塞,导致工作风量和压力显着下降,造成加工点得不到 充分的冷却,因此在使用前,必须开机一段时间来检查 风源的质量,如发现风源质量不好,则应立即采取疏通 管道或增加过滤器等措施处理.其次,检查保温管的密 封和长度是否合理,连接冷风机和压缩空气出口处的保 温管,是确保能长久低温供气的重要环节,保温管安装 好后,要检查确保两端无泄露现象,为了避免管内温度 参磊工冷加工!笪!!塑_WWW.machinisf.com.cn ....昱..l蓍圈 巧借刀补加工密封槽 淄博市技术学院(山东255202)孔凡宝 如图1所示的沟槽,为我学院学生加工轴类零件上 }J rr 窖2 .. }龟 一 1 的密封槽,因是放密封圈用的,尺寸精度要求不高,但 形状精度较高,表面粗糙度值较低,圆弧表面要光滑过 渡,不能有接刀痕迹.由于是中小批量生产,且槽的规 格较多,若采用成形刀加工成本高,效率低.经过试 验,使用机夹车刀,在数控车J末上加,取得较好效 果.具体作法是:用宽度2.5mm,尖圆弧为0.2mm 的同一把切刀,如图2所示分i车削完成.因使用同 '.0II|l'0tlIl?.0II?l'0IIIIh}j-.lIIl'0ii?'0IIl'.…l.……IL.…1I一'…'{.IIII (2)刀具使用寿命的延长由于采用冷风切削技 术,切削力减小,磨削温度显着降低,所以刀面和刀刃 基本未出现退火现象,减少J,刀刃材料晶格局部相变的 可能性.因此,经验证:经采用冷风切削技术刃磨的刀 具其加工工件长度和刃磨次数都有较大程度的增加,与 传统刃磨方式相比,刀具寿命可延长30%左右. (3)加工表面质量的改善冷风切削技术在刀具刃 磨中的使用,能使刀刃更加锋利,特别任精加工中它可 使加工表面粗糙度值降低将近一级(和传统刃磨方法相 比),这样就可使涂层质量得到进一步提高,从而使刀 具获得更高的寿命. 初次试用证明,冷风切削技术在万能工具磨床上刃 磨高速钢刀具是成功的,取得的效果也是显着的.为 此,工厂又添置了两台低温冷风机,用于拉刀磨床和铲 齿磨床.冷风切削技术在我厂刀具刃磨工艺中的应用已 有一年多时问,综合经济效益明显.MW (收稿日期:20080301) 编制数控车床加序时,陵, 将车刀刀尖看作一个点.但为了 提高刀具的寿命和降低加工表面的粗糙度值,通常是将 刀尖磨成半径不大的圆弧,如图3所示,编程时以理论 刀尖点P来编程,数控系统控制P点的运动轨迹.而切 削时,实际起作用的切削刃是圆弧上的各切点,这势必 会产生加工表面的形状误差,而7J尖圆弧半径补偿功能 就是用来补偿由于刀尖圆弧半径引起的工件形状误差. 由于本例中刀尖半径为0.2mm,所以要进行半径补偿, 否则形状精度会受到较大影响. 2.实现刀尖圆弧半径补偿功能的准备工作 在加工工件之前,要把刀尖半径补偿有关数据(刀 尖半径数值,车刀的形状和位置参数)输入到存储器 中,以便使数控系统对刀尖的圆弧半径所引起的误差进 行自动补偿. 刀尖半径的数值R即刀具在制造时形成的刀尖圆弧 半径;车刀的形状和位置参数有很多,它能决定刀尖圆 弧所处的位置,因此也要把其输入到存储器中.我们将 车刀的形状和位置参数称为刀尖方位7'.车刀的形状和 位置如图4所示,分别用参数0,9表示,P点为理论刀 工件加工要求的轨迹 无刀具补偿时的轨迹 蠡工~jn-r 尸 图3 !笪!!塑I答- WWW.machinist.com.cn