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了解高精密磨削技术


 精密技术和基本原则
  
  无心磨削加工工艺本身对这类其直径和圆度的公差尺寸要求极高(一般为航空工业的零件),有些甚至是医疗行业的零件,形状很小,其加工要求达到令人惊叹的地步工件的磨削加工是不成问题的,而且一定会获得成功。因此,只要有可能就一定会采用这种加工方法。
  
  最重要的是无心磨削的速度比较快。一般来说,这种工艺的本身具有较高的加工精度,因为机床不需要以非常小的增量级运行。因此我们能够最大程度地控制公差尺寸。
  
  无心磨削与其他外圆磨削工艺的一个区别是工件不受机械限制。外圆磨床一般是将工件夹持在顶尖或卡盘之中,使工件对着砂轮旋转磨削,而无心磨床没有任何可夹持工件的“中心点”。它依赖于三个关键元件之间相互作用力磨削的原理,这三个元件分别是砂轮、调节轮和工件叶板。
  
  在无心磨削过程中,工件叶板用于支撑工件的外径。工件叶板安装在高速砂轮与直径较小的低速调节轮之间。为了使工件达到转动和磨削的目的,工件叶板必须安装到一个位置上,即工件的中心线应位于砂轮和调节轮的中心线上。
  
  如果我们不得不在机床上为圆度、平直度或直径的尺寸精度而奋斗,那么我们就不能有效地处理这种要求苛刻的高端工件。无心磨床使我们能够以比较精密的水平控制零件的几何精度,满足加工要求,降低工件加工的复杂程度。无论如何,这种性质的工作仍然不是能够那么容易完成的。但我们至少可以将零件本身存在的问题集中解决,而不是处理设备的局限性问题。
  
  对于加工车间来说,新磨床的部分价值在于其具有快速调试设置功能。事实上,操作员一般可以在15~20min的时间内完成无心磨削加工工件的基本调试设置。是否能够在老式机床上和无心磨床上快速地调试设置工件,非常关键的,因为每台机床可能每天需要对工件进行6~8次的装卡调试。
  
  如果根据我们的工作性质和与之相匹配的恒定调试装卡次数,对我们来说只花费1h来完成每一件事情是切合实际的。
  
  由于这种机床具有“加强修正”的特性,因此它允许操作员在机床运行过程中进行调节和修正直径尺寸等操作。
  
  砂轮的圆度、类型、状况以及材料需要切削的加工量也是影响调试设置的重要因素。之所以想要配置贯穿进给式无心磨床的原因,就是希望在一个精密的工件加工过程中能够有“后备”尺寸。
  
  对于保持尺寸的一致性方面,所能够做到的最糟糕事情就是停止使用贯穿进给式无心磨床。为了能够有效地达到0.00001in的增量级精度,我们可以在无心磨床上精密地控制尺寸,而不必停止机床的运行。
  
  除了了解无心磨床的基本知识和适当地评价执行工艺操作所需要的设备以外,加工车间的工作人员还必须懂得设备的合理配置,这对车间的利润率和工作的整体效益有很大的影响。
  
  即使车间认为外径磨削是最好的加工手段,通过这种方法加工的圆度可以达到百万分之10~20in的水平,相对于其他方法而言,可以保持较高的精度,但这种方法并不一定适合于全部来料加工。有些客户往往会错误地认为,他们只需要在顶针之间的那种磨削加工,但事实上,他们需要的是无心磨床的加工能力。例如,对于长度与直径之比较大的零件而言,采用外径磨削加工可能会产生一些问题。
  
  如果需要磨削加工的零件很长很细,那么采用外圆磨削就会比较困难。相反,采用无心磨床就会得心应手。假如一个零件的直径为0.250in,长度为10in,需要加工的外径总公差为0.0001in,那么在外圆磨床上加工将成为一场“恶梦”。如果该零件上面带有平头,我们可以采用贯穿进给式无心磨床,磨削加工就会简单容易得多,甚至可以在一台较大的横向进给式机床上加工。关键是该零件必须采用三面支持的形式:碳化物合金叶板位于低部,调节轮位于侧面,砂轮位于另一侧。只要这三个支持面都处于正常的位置,那么从理论上来说,磨削加工一个直通的圆棒应该不会有太大的问题。当然,理论毕竟与实际有很大的不同,但如果真正了解所加工的零件,那么一定能够获得非常高的公差尺寸精度。
  
  追求具有更大挑战性的磨削加工,这表明需要采用这种工艺与硬态车削加工进行竞争和抗衡。对于无心磨削加工而言,主要的竞争不是来自于其他磨削加工车间,而是来自于其他具有竞争力的技术。
  
  我们认为硬态车削加工是一个很强的‘竞争对手’,因为现在的加工车间可以有效地车削加工经过热处理的钢制工件,加工精度可达0.0005in,在许多情况下,甚至还可以达到更高的加工精度。为了发展和扩大我们的业务,这种工艺实际上使我们可以向更挑剔和更具有挑战性的工作转移。现在,只有那些能够取得高精度和高质量的工作,以及符合时代的突破性技术才能取得成功。

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