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超聲波輔助磨削
7 |& A' h& D* i1 A: K/ q) y在針對超聲波輔助磨削的研究中，對采用金剛石砂輪加工陶瓷(ZrO2、Al2O3、Si3Ni4)的內(nèi)圓磨削流程進(jìn)行了重點關(guān)注。采用這些材料的零件今后可用于醫(yī)療器材或者精密測量技術(shù)（測量球）。
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' i6 ]( w% E7 ]0 N按照在此最新介紹的方法，可在目前的機(jī)床設(shè)計中采納超聲波磨削主軸，也可將它加裝到現(xiàn)有機(jī)床上。這一受專利保護(hù)的方法考慮到了把超聲波發(fā)生激勵器整合到已知內(nèi)圓磨削主軸設(shè)計方案中的問題。對于超聲波發(fā)生器將在對磨削工具加以考慮的情況下進(jìn)行計算，并進(jìn)行相應(yīng)的加工。根據(jù)所計劃的應(yīng)用條件，必須采用較小的砂輪直徑(<3mm)。
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, X; L! K* [, r- b1 e. a$ _為了利用磨削工具切削速度較高的優(yōu)點，所以在開發(fā)超聲波主軸組件時把主軸轉(zhuǎn)速固定在60000–100000轉(zhuǎn)/分鐘的范圍。為了滿足這一應(yīng)用條件，對于需開發(fā)的超聲波磨削主軸提出了新的要求，以確保實現(xiàn)超聲波輔助加工的理論優(yōu)點。在此介紹的范例中，此要求尤其體現(xiàn)在降低整體陶瓷材料內(nèi)圓端面磨削時作用于材料上的加工作用力（根據(jù)情況大約30-50%）上，這能使切削量更高、刀具磨損更小。
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" c. A9 p/ \/ W降低表面粗糙度
% i+ ]9 }5 c! K軸向疊加的超聲波運動是由所集成的控制感測器通過感應(yīng)引發(fā)的，這種運動在磨削脆硬材料時將對切屑形成過程提供幫助。為了使這一潛力得到利用，已實現(xiàn)了在主軸高速旋轉(zhuǎn)時同步進(jìn)行70kHz超聲波運動的傳輸。這一情況代表著一種最新技術(shù)。
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! g: t- k H4 g3 T6 b2 X4 u! ^ R針對陶瓷零件內(nèi)圓切入磨削也采用相同檢測裝置進(jìn)行了試驗。另外還發(fā)現(xiàn)具有降低表面粗糙度的效果，這將為此工藝的未來用戶進(jìn)一步挖掘出經(jīng)濟(jì)性潛力。
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線切割修整技術(shù) v9 f7 Q2 V K. b) ~$ I
原則上，在加工上述脆硬材料時將使用各種粘結(jié)劑體系的金剛石砂輪。鑒于硬質(zhì)合金和高性能陶瓷（包括硬度、韌性）的材料特性，必須使用此高硬度磨料。但這種磨料也會發(fā)生物理性磨損，它把修整問題提上了議程。在這方面，已知修整技術(shù)常常都具有缺陷，而且再現(xiàn)性不夠。
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# ~, M0 W( A' ]因此，STUDER在過去進(jìn)行的一個基礎(chǔ)試驗中對金屬基金剛石砂輪的電火花修整進(jìn)行了研究，并將此研究結(jié)果連同最新知識按照實踐要求轉(zhuǎn)化為外圓磨削砂輪的修整條件。所進(jìn)行的試驗針對金屬基金剛石砂輪的應(yīng)用并使用油作為冷卻潤滑液，而且油同時還起著電解質(zhì)的作用，同時還通過實驗確定此方法也能用于金屬基CBN砂輪。
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3 n+ U+ T' u7 V正如您今天在高速加工所使用的一樣，金屬基金剛石砂輪的應(yīng)用已得到了復(fù)興，即使是在較低的切削速度時也能獲得較高的切削能力，因為借助電火花工藝不僅可生成規(guī)則的砂輪外形輪廓，還可獲得出色的磨粒出露高度，從而能有針對性地獲得材料磨削所需的容屑空間。此磨粒出露高度，加上金屬粘結(jié)劑具有很高的磨粒附著力，這將使磨削能力達(dá)到最佳。8 c. K- [5 B6 N# t& r* X* j' I
5 d2 z8 J: A" M* O6 I顯著降低磨削時間
" L* ]8 ~& U$ ~7 q- F在采用STUDER-WireDress®技術(shù)按照生產(chǎn)條件進(jìn)行的批量模擬表明，相比現(xiàn)在的金屬基砂輪磨削流程，它能使每個工件的磨削時間顯著降低30-40%。1 J0 ?" D* T; z$ N, S8 o/ T2 S
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線切割工藝被選擇用于STUDER-WireDress®系統(tǒng)，因為相比垂直電蝕工藝，它的線徑始終恒定。因此不必為獲得完整的砂輪外形輪廓而制造一個垂直電蝕工具。一個專門開發(fā)的送線系統(tǒng)采用連續(xù)性送線進(jìn)給裝置，確保輪廓精準(zhǔn)，它能在進(jìn)行修整期間精確且無振動地進(jìn)行送線。借助指定直徑的金屬線可在砂輪外形輪廓上生成小于0.2毫米的內(nèi)圓弧和小于0.05毫米的外圓弧。借助這些參數(shù)，用戶在加工中將會有全新體驗。
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( D/ M9 R! R4 ]6 j7 i8 t" U8 A; \% z砂輪輪廓精度# P" [: `$ H5 L; {) B
砂輪的整個輪廓精度將由磨床機(jī)床軸的質(zhì)量決定，因為它承擔(dān)著砂輪輪廓軌跡運行的工作。鑒于技術(shù)緣故，精密磨床在此提供了最佳先決條件。STUDER-WireDress®方案完全符合機(jī)床整合的條件，也就是說將在機(jī)床中（無砂輪更換）、且必要時還要在速度為工作轉(zhuǎn)速時對砂輪進(jìn)行修整。此措施將對磨削流程的質(zhì)量產(chǎn)生巨大的影響。通過對由替代SiC修整工具的STUDER-WireDress®工藝生成的砂輪表面形貌進(jìn)行比較，還發(fā)現(xiàn)了其他有利方面，如：降低磨削作用力以及提高磨削比（G值）。- P6 [) i! p& f3 M5 I8 y
機(jī)床操作人員可通過控制系統(tǒng)預(yù)設(shè)借助線蝕工藝修整磨削工具所需的最佳參數(shù)。因此，對于用戶來說，STUDER-WireDress®的技術(shù)整合是可以掌控的，且與他所熟悉的磨床操作和編程方法類似。1 ^' G& z9 w% O# O6 v' m, p5 ~' d9 L
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發(fā)表于 2016-7-27 19:37:00
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