一把切削刀具的精度取決于生產(chǎn)它的砂輪的精度。因此,制造切削刀具的車間,必須精確地校正和修整砂輪的形狀,以便生產(chǎn)出一致的高精度刀具,滿足客戶越來越精密的零件要求。
車間工具磨床的砂輪校正和修整可以采用聯(lián)機(jī)或離線系統(tǒng),每種系統(tǒng)都各有其優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。
離線修整的專用校正和修整機(jī)床是獨(dú)立的,因此離線修整不妨礙磨削操作。這些機(jī)床適應(yīng)整個的砂輪組件,它們服務(wù)于同一車間內(nèi)許多臺磨床。能使修整所產(chǎn)生的碎片保持在精密磨床以外。“大多數(shù)切削刀具車間使用我們的系統(tǒng)服務(wù)10臺或以上的磨床”,Rush Machinery 公司的Bill Freese 說。
(www.rushmachinery.com)是一家制造校正和修整機(jī)床的公司。使用這些機(jī)床的車間,使用兩套砂輪組,一套砂輪正常工作,同時從磨床的自動換砂輪裝置,卸下各個磨損的砂輪組件,校正和修整這些組件,再把它們裝回?fù)Q砂輪裝置上。
磨刀具的砂輪性能取決于校正和修整
離線修整機(jī)床對于重磨切削刀具的車間特別有利。這些車間通常進(jìn)行短時間的加工后,頻繁進(jìn)行砂輪更換,而離線系統(tǒng)可保證砂輪組件在更換前就能準(zhǔn)備好,而機(jī)床無需等待。
如果工具車間進(jìn)行大量生產(chǎn),它通常使用兩套砂輪組件,F(xiàn)reese說。當(dāng)一套砂輪組件工作時,操作者在一臺離線機(jī)床上校正和修整另一套組件。砂輪在連接套上保持平衡,修整機(jī)重新存貯每個砂輪直徑相對于該組件中另外的砂輪直徑的相對值。
Ruch的手動離線系統(tǒng)有3個檔次:第1種是基本型,車間主要用于盤形砂輪或角度砂輪。第2種機(jī)床有帶高度放大光學(xué)鏡頭和視頻攝像機(jī)的視頻光學(xué)系統(tǒng)。車間按照顯示在機(jī)床屏幕上的各種圓形模板來修整砂輪半徑。
第3種機(jī)床大多數(shù)常用于切削刀具車間,裝有視頻系統(tǒng),帶有高度放大的視頻攝像機(jī)和計算機(jī),運(yùn)行計算機(jī)輔助設(shè)計(CAD)程序,在屏幕上顯示多個圖層。使用第3種機(jī)床的車間,可以產(chǎn)生任何半徑和角度的組合,能夠生產(chǎn)出所需的砂輪輪廓。該等級的機(jī)床加快了復(fù)雜砂輪輪廓的校正和修整,如磨削鉆頭的情況, Freese說。
聯(lián)機(jī)修整系統(tǒng)設(shè)計用于長時間無人看管的磨削工作,因為這種系統(tǒng)裝在磨床內(nèi),并自動運(yùn)行。這種系統(tǒng)提供CNC控制的高精密修整。
“我總會推薦聯(lián)機(jī)校正和修整,主要因為這系統(tǒng)是對正在使用的磨床的實際心軸和主軸校正和修整砂輪,”Saint-Gobain Abrasives公司高級合作應(yīng)用工程師Tim Finn說。他這樣說是因為最近的技術(shù)進(jìn)步,使車間能用金剛石修整輥,聯(lián)機(jī)修整金剛石砂輪,改進(jìn)了聯(lián)機(jī)修整工藝。
離線校正和修整系統(tǒng)保持磨刀刀砂輪組件連續(xù)不斷地工作
金剛石砂輪提供了很高的金屬去除率,大大減少了零件的生產(chǎn)周期。這種砂輪耐用,需要很少的修復(fù)和很少的機(jī)床動力來運(yùn)行。但是因為砂輪不易磨削,而保持其原形,所以車間不能有效地在線修整這些砂輪。并且由于聯(lián)機(jī)修整裝置的主軸不能提供足夠的速度,金剛石修整輥很快磨損。
但是,Saint-Gobain的3種新產(chǎn)品:Unival G-Force金剛石切削輪、MaxTorq修整裝置和銅輪廓輥,改進(jìn)了金剛石砂輪聯(lián)機(jī)修整的技術(shù)。
Unival G-Force易切的金剛石砂輪,在成形后不需要棒修整或用金剛石輥修整。棒修整是一個附加的工藝,它可以暴露出砂輪的切削磨料,當(dāng)加工巖石般堅硬的樹脂粘結(jié)劑砂輪時是很有必要的。這種類型的砂輪,過去用于車間磨削高速鋼和硬質(zhì)合金刀具。Finn說,樹脂粘結(jié)砂輪將不能用于切削,除非在校正后用棒修整。
他的公司的G-Force砂輪是混合聚酰亞胺金屬粘結(jié)型。使它們?nèi)菀浊邢鞯脑蚴撬鼈兊恼辰Y(jié)劑特強(qiáng),砂輪不需要很多。用金剛石修整輥修整金剛石砂輪,需要高的速度,而迄今,聯(lián)機(jī)修整輥主軸以3600轉(zhuǎn)/分運(yùn)行,不足以勝任此工作。但Saint-Gobain的MaxTorq修整裝置,通過直流無刷電機(jī),提供主軸速度達(dá)12000轉(zhuǎn)/分,使車間用6英寸直徑修整輥時,修整砂輪可達(dá)到18 000每分鐘表面切削英尺的速度。
Finn說,通過高速的修整主軸和減慢砂輪速度到1000每分鐘表面切削英尺,車間可以經(jīng)濟(jì)地校正金剛石砂輪。但新的磨料必須暴露在砂輪上,否則它們將不能切削。
為了保證新磨料被暴露,Saint-Gobain開發(fā)了銅輪廓輥,它的特點(diǎn)是輪周金剛石顆粒寬平均為0.250英寸。
雖然大多數(shù)車間以修整橫動速率(修整輥橫過砂輪的速率)是修整工藝的產(chǎn)率量度。也就是砂輪每轉(zhuǎn)橫動率的大小——修整輥“擊中”砂輪表面上砂料的次數(shù)比率,F(xiàn)inn 說。理想的重迭率是一次,任何更多的次數(shù),意味著修整輥在砂輪上巳經(jīng)擊中同一點(diǎn)的次數(shù),比它必須的次數(shù)更多。
例如,重疊率10意味著在繼續(xù)進(jìn)行之前,修整輥在同一點(diǎn)擊中砂輪的金剛石顆粒10次。“用金剛石修整金剛石的關(guān)鍵是使用薄的輥?zhàn)樱M快橫過砂輪。”Finn說。
Saint-Gobain的銅焊輪廓輥不需要重新研磨,恢復(fù)它們的尖端幾何形狀。這是至關(guān)重要的,因為機(jī)床省掉了研磨去除和安裝相關(guān)的停產(chǎn)時間,F(xiàn)inn說。用傳統(tǒng)的輥?zhàn)樱囬g在輥?zhàn)訅勖谥校仨氈匦卵心?次,每次費(fèi)用需要一個新輥?zhàn)觾r格的30-50%。
在Rollomatic(www.rollomaticusa.com)、Anca Inc.(www.anca.com )和Walter Grinders(www.grinding.com ) 對刀具磨床的這三種產(chǎn)品的現(xiàn)場測試過程中,用碳化陶化金剛石砂輪,用高速運(yùn)行的金剛石輥修整了碳化銑刀的螺紋、粗加工刀具上的肘節(jié)和高速鋼端銑刀上的槽和肘節(jié)。在大多數(shù)實例中,零件的加工周期減少30%,每次砂輪修整后零件的產(chǎn)量倍增。而在這之前,這些測試車間使用樹脂粘結(jié)劑砂輪,砂輪必須從磨床上卸下來,在離線的機(jī)床上修整。