文档介绍：作者: 重庆大学张毅郭钢徐宗俊
摘要: 对铁氧体磁性材料加工工艺进行了研究, 依据大量试验结果, 分析了振动夹具磨削铁氧体零件时影响表面粗糙度关键原因。采取合理砂轮材料和粒度、切削用量、振动频率和振幅等, 可取得最好表面粗糙度值。
因为硬脆材料含有很高硬度、强度及良好耐热性、低导热性和热膨胀性, 其应用范围越来越广。世界很多国家很重视其开发和研究。硬脆材料加工方法研究是关系到它应用前景关键课题之一。现在, 硬脆材料加工, 基础上全部是应用金刚石砂轮在高精度平面磨床上磨削加工, 其生产效率、表面质量等存在部分问题, 需要深入研究新加工方法。所以, 我们提出在精密磨床上安装振动工作台, 经过带动工件振动磨削。振动磨削时, 在一个周期内, 磨粒随时改变切削方向, 并多方面地参与切削, 形成一个“多刃磨削”过程, 使工件表面切痕相互交织, 形成低表面粗糙度值, 而且磨粒因为砂轮或工件附加了振动, 实际形成一个脉冲切削, 磨粒更易破碎, 不停形成新磨刃, 在砂轮工作表面上, 有效磨粒和磨粒有效磨刃数也全部显著增加, 提升了磨具切削能力, 也提升了磨削质量和效率。
1 试验装置、条件及方法
铁氧体材料振动磨削是在精密平面磨床上进行, 采取工作台振动方法磨削。工件经过专用夹具固定在工作台上, 振动工作台安装在平面磨床电磁吸盘工作台上, 可随其纵向移动, 振动工作台由振动弹簧钢片支撑, 在电磁激振器作用下, 带动工件横向振动实现振动磨削。具体试验装置图1所表示。
图1 振动磨削试验装置简图
试验条件
试验用精密磨床为M170, 最小进给量为: / 次:
试验用材料为压热烧结Mn-Zn 铁氧体, 尺寸为: 20×20×20 及Ø18×2数件两种, 表面已粗磨, 用工作台上小型专用夹具定位和夹紧:
试验用砂轮为40号白刚玉砂轮, 采取钢基座金刚石笔修整, 之内:
检测表面粗糙度仪器为英国产Tayor-Hossor轮廓仪(测量精度比真实值小一级)。
试验方法
每磨一个试件样品前, 用金刚石笔修整砂轮, , , 修正次数为2 次:
/ min:
:
:
在每一个固定激振频率和工作台振幅下, 向下进给5次, 光磨2次:
磨削液为NaNO3水溶液:
砂轮转速为1500r / min。
2 试验结果
我们前后对数个零件在上述试验条件下进行了磨削, 其磨削零件表面经过清洗和干燥, 前后在高倍显微镜下观察, 然后, 用粗糙度轮廓仪检测其表面粗糙度。依据已掌握资料, 在低频振动(20Hz左右)和小振幅值(全峰值为: 1mm左右)下, 就可达成很好振动磨削效果, 所以, 在试验中使振动磨削受迫频率范围小于40Hz, 振幅范围小于2mm。为了正确起见, 把每个试件测量3次, 再取平均值作为试件磨削后表面粗糙度值。表1为实现恒频率变振幅下振动仪器调整值及其试验结果。表2为实现恒振幅变频率下振动仪器调整值及其试验结果。
表1 恒频率变振幅下振动仪器调整值及试验结果
工件编号
表面粗糙度测量值(µm)
振动工作台振幅值
(mm)
功率放大器
GT200-4型(A-V)
直流稳压电源WD6型
信号发生器XD22型
第一次
第二次
第三次
均值
电流(A)
电压(V)
电压(V)
频率(Hz)
1

2

3

4

5

6

表2 恒振幅变频率下振动仪器调整值及试验结果
工件编号
表面粗糙度测量值(µm)
振动工作台振幅值