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澳门博彩论坛:关于蠕变进给磨削的10件事 由于高材料去除率,蠕变

澳门博彩论坛   研磨未来的材料去除过程?考虑这两个重要的,持续的加工趋势:
 
 更严格的公差。汽车和其他终端产品中性能更好的系统正在推动对机加工零件上更严格的特征公差和更精细表面的需求。
更难的材料。制造商越来越多地使用高温合金,陶瓷和其他材料,以便在高温下实现高硬度。这导致部件更耐用,但更难加工。
对于这些一般的加工趋势,人们可以添加一个直接影响磨削的重要材料工程趋势:改进的砂轮中的颗粒和粘合提供更有效的性能。总之,所有这些发展表明未来将更多地使用磨削。他们还指出了比这更具体的含义。总之,这些因素表明我们将看到越来越多地使用蠕动进给磨削。
 
什么是蠕动进给磨削?与更常见的表面磨削相比,蠕变进给磨削采用较重的磨削深度和较慢的横向速度,通常采用异形砂轮,以比材料去除率(MRR)高得多的给定几何形状。通常已知磨削的精加工道次。
 
MRR是蠕动进给磨削提供这种前景的原因。在加工硬质合金如Inconel或更硬的材料如陶瓷基复合材料时,较重的金属切削加工如铣削的潜在MRR是有限的。因此,更多地使用这些硬质材料意味着更大的铣削挑战。但是,诸如砂轮改进之类的开发使得这些相同材料中的蠕动进给磨削MRR显着增加。根据诺顿品牌所知的砂轮制造商Saint-Gobain Abrasives,我们已经达到了磨削不再是零件加工顺序中的终端工艺的程度。相反,在一个重要且越来越多的情况下,研磨是一个过程。
 
我最近在访问位于马萨诸塞州诺斯伯勒的公司希金斯磨削技术中心期间与诺顿工程团队的成员谈到了这一转变。这个波士顿地区的工厂是对砂轮和其他产品进行应用工程和产品测试的工厂,是全球公司的四个这样的磨削技术中心之一。在我访问的那天,我在设备研发中心的数控磨床上看到的大部分测试与蠕动进给磨削有关。我遇到的团队成员包括技术经理Robin Bright博士;高级应用工程师Bruce Gustafson;保税磨具总监Brian Rutkiewicz;和高性能材料技术专家Philip Varghese,博士 - 所有蠕动进给专家都参与了一项名为“加工到磨削”的公司计划,旨在帮助制造商从金属切削过渡到更大的磨削用途。该计划专注于航空航天制造商转向难加工合金和复合材料,也为齿轮制造商取得了成功,现在正在汽车制造业中找到应用。
 
我向团队成员询问了今天对蠕动进给磨削有何重要意义。他们的回复涵盖了以下10点,其中第一点探讨了蠕变馈送开始的有些含糊不清的问题。
 
1.蠕变进给磨削没有正式的定义。
“没有蠕动警察,”古斯塔夫森先生说。蠕变进给磨削的主要特征是切削深度对于磨削来说很高,但是对于过渡的精确深度标记意见不同。在他涉及飞机发动机相关研磨应用的工作中,他指出,该领域的工程师经常将蠕变进给标记为0.015英寸。他自己的观点比这更早地过渡了。他认为0.005英寸的研磨深度可以作为蠕变进给。在任何一种情况下,他都说这种选择是任意的,没有正式的定义。可能认为你的深度研磨应用是蠕动进给是合理的,你可能已经完成了可以说是蠕变进给的磨削而没有意识到它。
 
2.蠕变进给是一种低力和高力的过程。
Rutkiewicz先生通过指出这种看似矛盾的描述来描述蠕变喂养过程:切割中的力量从一个角度来看很低而另一个角度很高。虽然砂轮上的每个切削颗粒相对于其他磨削模式经受的力较小,但是赋予机器的力和整体上的部分可能很高。
 
补偿蠕变进给的重切削深度是一个较低的横动速率(进给速率),通常在每分钟5到20英寸的量级。低进给速率和相应的切屑负荷意味着切削


3.蠕变进给提供优于传统磨削的优点。
与传统工艺相比,传动更快,更轻,蠕动进给磨削具有以下优点:
 
周期时间更短。确实,进给速度很低,但增加的切削深度可以弥补这一点。另外,减少的总通过次数意味着当机器反转时加速和减速损失的时间更少。
减少机器磨损,减少机器反转频率的另一个有益结果。
更长的车轮寿命。每个砂砾的减小的力(点2,面向页面)意味着这种高MRR过程对车轮的要求实际上较低。
更精细的容差和更复杂的几何形状。低进给速率和低每粒度的力使得能够对研磨操作的结果进行优异的控制。
所有这些好处都伴随着蠕动进给磨削的一个非常大的缺点,下一点将对此进行讨论。
 
4.冷却液至关重要。
车轮接合的长弧转换为在该过程中产生更多的热量。因此,冷却液对于有效使用蠕动进给磨削至关重要。其他加工过程通常使用喷嘴将冷却剂流大致沿切割方向施加冷却剂,但蠕变进料需要更严格地采用冷却剂。采用各种方法来确保尽可能多地实现冷却剂的传热能力,包括:
 
冷却剂输送速度与车轮表面的速度相匹配。使冷却剂流速与车轮任何一点通过的速度同步,确保更多的冷却剂与车轮相遇并跟随车轮。
冷却剂输送喷嘴布置在与砂轮轮廓匹配的轮廓中。 (见上面幻灯片中的照片。)
特殊的冷却液收集工具用于蠕动进给磨削。部件出口侧的斜坡收集冷却剂并使其能够在车轮处汇集,以便更大的车轮暴露于流体。甚至可以加工该斜坡以匹配零件轮廓。
5.下磨是优选的。
类似于铣削,其中刀具相对于工件旋转的两个可能方向产生传统铣削或爬铣,砂轮旋转的两个可能方向产生“向上”磨削或“向下”磨削。 Bright博士表示,蠕变饲料的偏好是磨损。车轮的旋转应使车轮的底部沿与车轮的部件进给方向相同的方向移动。这种类型的磨削导致车轮的任何一点 - 车轮的任何砂粒 - 首先与材料啮合最大的工件相遇。 (参见上面幻灯片中的图表。)
 
再次,热量就是这个原因。在另一个方向上研磨是使砂粒首先与材料接触而不切入其中。 “结果是每个砂砾都没有立即制造芯片,”Bright博士说。 “最初,磨粒是滑动和犁削,这会导致摩擦和多余的热量进入零件。”磨削虽然看起来更加突然,但可以实现更冷的磨削过程,因为磨粒在首次啮合零件时会形成切屑。
 
6.间歇性敷料越来越容易被接受。
由于在蠕变进给研磨中每次通过的材料去除是如此之大,因此在该过程中使用的氧化铝轮往往需要连续修整。在磨削时应用于砂轮的修整轮始终保持车轮锋利。实际上,除了功率和刚度之外,连续穿着能力可能是蠕动进给磨削的另一种机器要求。
 
然而,具有陶瓷砂砾的新型砂轮可以避免这种需要。由于陶瓷轮在较长时间内保持锋利,因此可以使用间歇式修整,这意味着使用位于工作区中其他地方的独立车轮与磨头进行修整。仅在需要时进行修整可使车轮使用寿命更长,并且通过消除对连续装扮能力的需求,更先进的砂轮可以在较便宜的机器上进行蠕动进给磨削。

7.超级磨料轮可以超越刀具磨削。
第三种轮型也可能适用于间歇性敷料。使用金刚石或立方氮化硼(CBN)砂粒的可修饰金属粘结超硬磨料轮已经用于切削工具制造中,用于研磨复合材料,金属陶瓷和陶瓷工具。基于材料特性的相似性,诺顿工程师相信这些轮子还可以有效地研磨陶瓷基复合材料和γ铝钛合金零件,用于航空航天。这些轮子的另一个有用特征是它们的孔隙率。对于通常设计用于蠕动进给研磨的砂轮,材料颗粒间隔很宽,以产生微观孔隙,允许冷却剂渗入砂轮。在诸如Norton Winter Paradigm产品系列的超级磨轮中,金属粘合剂允许车轮孔隙率达到46%。
 
在某些情况下,超级磨料轮也可以在没有任何敷料的情况下使用。设计用于无需修整的单层金属粘结超硬磨料轮用于在CNC铣床上实现蠕动进给磨削。
 
现在,拉床的竞争对手很少。
铣削不是蠕动进给磨削的唯一竞争者。另一种是拉削,特别是用于实现由超合金制成的飞机发动机盘中的枞树形式的拉削。这样的形状可以通过蠕动进给研磨产生。结果可能是节省大量的占地面积。由于它需要长的线性行程,用于该操作的拉床可以容易地长30到40英尺。蠕动进给磨削提供了在标准尺寸机床内执行相同加工的机会。
 
9.在航空航天领域,MRR可以与铣削匹配。
Varghese博士再次强调:认为磨削是一个精加工过程,最后的触摸应用于加工零件以实现尺寸和表面公差 - 也就是磨削的历史作用 - 这种观点将越来越少包含在内所有磨削都可以做,因为先进的工件材料被更广泛地使用。过去,每英寸每英寸轮宽1立方英寸是预期磨削的典型特定MRR。在今天使用工程车轮的数控机床上进行超合金磨削应用时,蠕动进给磨削可以实现每英寸每英寸轮宽18立方英寸的特定MRR,从而使整体MRR等于或优于铣刀可能做到的他说,相同的工件材料。
 
另一个重要的推进领域是能量需求蠕变进给磨削需要。从机器的角度来看,蠕动进给是一种高力过程(第2点),但现代车轮中更锐利的磨削减少了这种力。用于输送切屑和冷却剂的改进的车轮孔隙率以及改进的冷却剂技术也有助于提高能量效率。因此,蠕变进给磨削的比能量 - 去除每立方英寸材料所需的能量 - 也变得与铣削相当。
 
10.蠕变进料有望重新定位热处理。
但是仅仅根据加工循环比较铣削与磨削可能会错过蠕变进给的最大好处之一:对过程顺序的根本改变。在磨削作为精加工操作的传统作用中,该部件通常在该步骤之前进行热处理。研磨是在较硬的后热处理状态下加工的有效过程,尽管在这种状态下铣削零件会有问题。因此,零件的大部分加工是通过铣削进行的,同时工件仍然是柔软的,然后进行热处理,然后零件可以在磨削之前接受最终的轻微铣削步骤,或者可以直接进行磨削。这种顺序铣削,将零件送去进行热处理,将零件带回车间进行包括磨削在内的操作,这是制造商的第二天性,也是制造许多零件的标准方式。
 
但是,蠕动进给磨削可以取消该顺序。可以首先对工件进行热处理,这意味着在完成任何加工之前,工件可以首先达到其最终硬度。蠕动进给磨削将消除为部分完成的部件运送该非现场步骤所需的中断,延迟和协调。匹配铣削的MRR可能是使磨削在生产中发挥更大作用的基准,但在某些情况下重新排序生产所需的步骤可能是蠕动进给磨削实现最大节省的地方。
 

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