金刚石砂轮高效率磨削硬质合金的方法

金刚石砂轮高效率磨削硬质合金的方法:

对于硬质合金的磨削加工,目前应用广泛、先进、有效的工具是树脂结合剂金刚石砂轮,该类砂轮通常用于干磨工艺,干磨工艺磨削硬质合金时,因为摩擦产生的高温不能及时散发,导致摩擦点最高温度达 400℃以上,使得树脂结合剂发生软化,磨料从砂轮上脱落。

解决以上问题,要在实践生产中摸索出一套较为成熟、先进的湿式磨削工艺。即金刚石砂轮改用铜基结合剂,在磨削过程中采用冷却液进行冷却。经过实践,用湿式磨削工艺磨削硬质合金,磨削深度可由干式磨削的 0.02mm 增加至 3mm,金刚石砂轮的寿命也由干式磨削的 6 个月增加至 3年,充分发挥了金刚石本身的优越性。

陶瓷结合剂金刚石砂轮
陶瓷结合剂金刚石砂轮

金刚石砂轮的结构:

金刚石砂轮由里到表是基体、过渡层、金刚石层。基体:基体通常为铝、钢、胶木材质,起到框架作用,支撑金刚石层及过渡层。过渡层:过渡层主要材料为粘合剂,作用是把金刚石牢牢粘结到基体上。金刚石层:金刚石层是由金刚石和少量结合剂混合而成,是砂轮的重要部分,砂轮磨削过程中就是由金刚石层对零件进行磨削。

湿磨工艺的优缺点及砂轮间隙的调整:

湿磨工艺的优缺点:

湿磨工艺中的金刚石层采用了硬度更大、粘结力更强、寿命更长的铜基结合剂,但是由于金刚石磨料和铜基在高速磨削中,铜基受热膨胀,使得金刚石磨料和铜基之间的间隙减小或间隙消失,发生堵塞,磨削变得困难。

但是铜基导热效果好,在磨削过程中如果不间断地加入冷却液,可使磨削温度大大降低,又加上在磨削过程中铜基受到挤压,铜基与金刚石磨料之间的间隙能稳定在0.02 ~ 0.03 ㎜,该间隙空间足以让磨削硬质合金过程中磨削下来的粉尘有足够的空间存落,也有足够的空间让冷却液通过,进而对金刚石层进行冲洗降温,如此即可大大增加金刚石砂轮的磨削效率、精度与寿命。

砂轮间隙的修整:

新安装的金刚石砂轮,其磨削面的偏摆偏差不得超过0.02mm,若是超过了该范围,必须用跑合法对其磨削面进行修整。跑合法就是用另外一个高速转动的、质地较软的碳化硅砂轮对金刚石砂轮进行消磨修整,碳化硅砂轮消耗快,金刚石砂轮消耗慢,从而实现对金刚石砂轮磨削面的修整。

金刚石砂轮磨削面修平后,为了消除表面的砂面,使金刚石磨料突出,可采用硝酸溶液(浓度 30% ~ 50%)擦拭金刚石砂轮表面,最后用清水清洗干净即可。金刚石磨料突出大小、磨料与铜基之间间隙大小,可通过反复擦拭硝酸溶液来进行控制,通常情况下擦拭四五次即可,每次擦拭一分钟。

湿式磨削工艺机床的防溅装置:

通常情况下,湿式磨削工艺下的平面和外圆磨床均含有冷却液回流装置,但是工具磨床因其万能、万向性强,没有冷却液回流装置,对于其冷却系统的改装,必须注意防止冷却液飞溅到电器部分,可直接采用塑料薄膜对需要保护的部分进行遮挡覆盖,也可把冷却液直接倒到工件上。磨削时对工件一次性进料采用锥面磨削,不仅可以一次性磨出后角,而且还能提高后角亮度。

冷却液的选择:

冷却液的选择要遵循冷却效果好、无毒、防锈、润滑、阻燃的原则,通常可选用肥皂水、弱碱性乳化液,流量控制在 2 ~ 8L/min。

湿式磨削工艺方法:

径向切入法:

径向切入法磨削工艺,即利用外圆磨床对工件进行磨削,机床固定不动,一次进刀深度为 2 ~ 3mm,磨削宽度与砂轮宽度相近。比如对多面、多刃刀具工件外圆的磨削,磨削走刀时可把进刀量一次给到位:磨削时手动轻柔缓慢进刀,待一圈磨削完毕后,继续转 2 ~ 3 圈,一次进刀磨削余量就可以完全被吃掉。继续重复上面工序,把其他刀面的工作余量也用以上方法进行消除。此方法的特点就是,因为合金工件和金刚石砂轮两者均在不停转动磨削,平均到金刚石砂轮每个金刚石磨料上的磨削量是微乎其微的,磨削量大概为 0.01 ~ 0.03mm,这样磨削是最平滑、最顺利、效率最高的,同时合金工件也具有很高的光洁度。

慢走刀、大切深法:

慢走刀、大切深磨削法,即选用碗型的金刚石砂轮,直径大些为宜,直径越大,砂轮边缘的线速度越大,磨削效率越高。碗型金刚石砂轮使用久了在边缘会产生一个圆弧或是斜坡,如此增大了工件与砂轮的接触面积,金刚石磨料也增多,加之冷却液的润滑冷却效果,磨削深度可达 0.5 ~ 2.5mm。磨削深度决定了磨削的进刀速度,进刀压力通过手感及经验控制。

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陶瓷结合剂CBN砂轮
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