CN110270929B

CN110270929B - 一种超硬砂轮实用修整方法

Info

Publication number: CN110270929B
Application number: CN201910648846.9A
Authority: CN
Inventors: 冯克明; 赵金坠
Original assignee: Zhengzhou Research Institute for Abrasives and Grinding Co Ltd
Current assignee: Zhengzhou Research Institute for Abrasives and Grinding Co Ltd
Priority date: 2019-07-18
Filing date: 2019-07-18
Publication date: 2020-09-08
Anticipated expiration: 2039-07-18
Also published as: CN110270929A

Abstract

一种超硬砂轮实用修整方法，包括步骤：准备工作、修正方案、切入修整、砂轮精化、横向修整、二次平衡、修整结束；该超硬砂轮实用修整方法，砂轮修整时，首先采用宽范围、大深度、强力切入修整方式，快速修复砂轮圆周精度即圆度，实现超硬砂轮的粗修整，进而通过横向移动修整方式，并逐渐减小修整深度，实现超硬砂轮周向、轴向整体精度提高，完成超硬砂轮的精修整；采用一种修整工具、多种修整方式及不断变化的修整参数，可快速实现超硬砂轮的高效精密低成本实用修整，不仅修整效率高、精度好，而且修整成本低，值得大力推广。

Description

一种超硬砂轮实用修整方法

技术领域

本发明属于砂轮修整应用技术领域，特别涉及一种超硬砂轮实用修整方法。

背景技术

关于超硬砂轮修整，多年来国内外学者进行了大量的研究，部分研究成果已达到了应用。据“超硬磨料砂轮修整技术综述与展望”（兵器材料科学与工程，2019，293（2）：115-121）文献介绍：金属结合剂超硬砂轮基于其导电特性，其修整基本锁定为电火花放电修整；陶瓷结合剂超硬砂轮由于具有适度的脆性，砂轮修整主要采用金刚石笔、点轮、金刚石滚轮修整。而对于树脂结合剂超硬砂轮，由于结合剂的致密性及其较弱的结合强度使其在工程应用中问题最多，修整方法众多、各有特点又有局限、应用效果不甚明显，无法形成统一标准或规范，致使树脂超硬砂轮的优异性能得不到充分、稳定发挥，严重制约了树脂超硬磨料的进一步拓展。

另外，在学术研究领域将超硬砂轮修整分为整形、修锐两个步骤。整形是宏观去除砂轮表层多余材料，使砂轮表面达到要求的尺寸精度和轮廓精度；修锐是微观去除磨粒周围的结合剂，使砂轮表面获得锋利的形貌（磨粒出露适当的高度）。因此，工程上通常将砂轮整形与修锐严格区分开来，或采用两套修整方法、或使用两种修整工具。但是，正是由于砂轮整形与修锐的严格区分，致使超硬砂轮修整工艺变得复杂、修整时间长、效率低，难以适应超硬砂轮大量推广应用。

中国发明专利“一种砂轮精密修整自动对刀方法及装置”(公开号：CN106041740B)公开了一种砂轮精密修整自动对刀方法及装置，砂轮精密修整自动对刀方法包括以下步骤：步骤一，用传感器采集待修整砂轮的表面上各点相对于传感器零点的高度，以确定待修整砂轮表面上的最高点；步骤二，将待修整砂轮的最高点转动到在进给方向与修整器相对的位置；步骤三，沿进给方向移动待修整砂轮，直至待修整砂轮的最高点与修整器在进给方向轴上的距离为零，并以此位置为进刀起点；该发明实际上是直接以待修整砂轮的最高点为基点进行整个待修整砂轮的对刀，是一种对刀方式，提高了待修整砂轮对刀的精度，但并没有涉及砂轮的修整方法。

中国发明专利“大磨粒金刚石砂轮修整装置及方法”(公开号：CN102785167B)公开了一种大磨粒金刚石砂轮修整装置及方法，它涉及一种砂轮修整装置及方法，以解决由于大磨粒金刚石砂轮径向回转误差较大而不能直接用于精密磨削，必须更换细磨粒砂轮来实现后续精密磨削的问题，它包括两个圆盘、两套夹具、两个联轴器、两套减速器和两台电机，位于砂轮的轴线的两侧分别设置有一个圆盘，圆盘的轴线与砂轮的轴线相垂直，且圆盘的端面与砂轮的磨削面接触，每个圆盘安装在一个夹具上，每个夹具与一个联轴器连接，每个联轴器与一个减速器的输出端连接，每个减速器的输入端与一个电机的输出端连接；方法步骤为：一、安装；二、检测大磨粒金刚石砂轮的径向回转误差，达到要求后修整完成；然而该发明用于大磨粒金刚石砂轮的精密修整，并不适用于本申请树脂结合剂超硬砂轮精密修整。

发明内容

本发明的目的是针对上述现有技术的不足，提供一种针对树脂结合剂超硬砂轮的修整方法，修整方法高效、精密、实用，且成本低。

为解决以上技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种超硬砂轮实用修整方法，包括以下步骤：

1）准备工作：

①收集待修整砂轮的信息，包括磨料、粒度、浓度，直径、宽度B、速度信息；

②安装砂轮；

③测量砂轮径向初始圆跳动t，检测砂轮初始不平衡偏心距e；

④依据待修整砂轮的材料、硬度、粒度、尺寸相关参数，选取修整工具；

⑤完成修整工具定位、调整、安装。

2）修正方案：

制定砂轮修整方案，确定修整工具的总修整量A、切入总修整量A1、横向总修整量A2，其中A=A1+A2；或制定砂轮粗修整跳动阈值t1、精修整跳动阈值t2，砂轮轴向直线度阈值x1，其中t2≤t1≤t；

编写砂轮修整工艺及修整参数；

根据磨削产品要求、砂轮工作转速、砂轮质量，确定砂轮不平衡偏心距阈值e1。

3）切入修整：

在砂轮全宽范围内进行大切深强力切入修整；

当修整量达到预设值A1，或砂轮径向圆跳动≤阈值t1时，转入步骤4）；

否则，继续进行修整。

4）砂轮精化：

对砂轮进行机上动平衡测试、调整，使其不平衡剩余偏心距≤偏心距阈值e1。

5）横向修整：

采用砂轮轴向移动方式进行修整；

当累计修整量达到预设值A2，

或砂轮外圆全跳动≤阈值t2，

或砂轮轴向直线度≤阈值x1，

或同时满足砂轮外圆全跳动≤阈值t2、砂轮轴向直线度≤阈值x1时，

转入步骤6）；

否则，继续进行修整。

6）二次平衡：

复检砂轮动平衡，若不平衡剩余偏心距＞偏心距阈值e1，则继续进行动平衡调整、测试，直至砂轮不平衡剩余偏心距≤偏心距阈值e1。

7）修整结束。

步骤2）中所述切入修整量A1占总修整量A的30-80%，横向修整量A2占总修整量A的20-70%。

步骤3）中大切深强力切入修整的最大修整切深不超过待修整砂轮磨粒的最大尺寸，最小修整切深不限。

所述修整工具的工作面宽度为待修整砂轮工作宽度的整数倍。

安装时，修整工具的长度方向与磨床纵向导轨平行，待修整砂轮的端面与修整工具的侧面对齐布设。

所述修整工具为普通磨料油石或砂轮块；或陶瓷、玻璃；或碳钢、铸铁、铜。

所述普通磨料油石或砂轮块的粒度与待修整砂轮粒度差距不可超过2个粒度号。

本发明的有益效果是：

（1）该超硬砂轮实用修整方法，砂轮修整时，首先采用宽范围、大深度、强力切入修整方式，快速修复砂轮圆周精度（即圆度），实现超硬砂轮的粗修整，进而通过横向移动修整方式，并逐渐减小修整深度，实现超硬砂轮周向、轴向整体精度提高，完成超硬砂轮的精修整。

（2）利用现代数控磨床程序控制功能，采用一种修整工具、多种修整方式及不断变化的修整参数，可快速实现超硬砂轮的高效精密低成本实用修整，不仅修整效率高、精度好，而且修整成本低，值得大力推广。

附图说明

图1是本发明的流程图。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。

本发明提供了一种超硬砂轮实用修整方法，如图1流程图所示。

该超硬砂轮实用修整方法，包括以下步骤：

1）准备工作：

②安装砂轮；

⑤完成修整工具定位、调整、安装；

2）修正方案：

编写砂轮修整工艺及修整参数；

根据磨削产品要求、砂轮工作转速、砂轮质量，确定砂轮不平衡偏心距阈值e1；

3）切入修整：

在砂轮全宽范围内进行大切深强力切入修整；

否则，继续进行修整；

4）砂轮精化：

对砂轮进行机上动平衡测试、调整，使其不平衡剩余偏心距≤偏心距阈值e1；

5）横向修整：

采用砂轮轴向移动方式进行修整；

当累计修整量达到预设值A2，

或砂轮外圆全跳动≤阈值t2，

或砂轮轴向直线度≤阈值x1，

转入步骤6）；

否则，继续进行修整；

6）二次平衡：

复检砂轮动平衡，若不平衡剩余偏心距＞偏心距阈值e1，则继续进行动平衡调整、测试，直至砂轮不平衡剩余偏心距≤偏心距阈值e1；

7）修整结束。

步骤3）中大切深强力切入修整的最大修整切深不超过待修整砂轮磨粒的最大尺寸，最小修整切深不限，依据待修整砂轮的磨料尺寸、磨削零件要求等而定。

所述修整工具为氧化铝、碳化硅等普通磨料油石（或砂轮块）；或陶瓷、玻璃等非金属材料；或碳钢、铸铁、铜等金属材料，实际中选用时，依据待修整砂轮的材料、硬度、粒度、尺寸等相关参数选定。

当选用普通磨料油石或砂轮块为修整工具时，其粒度与待修整砂轮粒度相近，其差距不可超过2个粒度号。

下面以CBN砂轮为例进行详细说明。

1）条件准备：

①收集待修整砂轮的参数信息：CBN砂轮：1A1-250×10×75×5×10，粒度为140/170 B100，砂轮直径250mm、宽度B=10mm、内孔75mm，磨料尺寸0.090-0.106mm、树脂结合剂、浓度100%，砂轮工作转速3000rpm。

②将砂轮安装到数控平面磨床上。

③测得砂轮外圆径向初始圆跳动t=0.12mm，利用便携式动平衡仪测得砂轮初始不平衡偏心距e=25μm。

④选取180#白刚玉油石为修整工具，长*宽*高=100*40*20mm，其宽度40mm为待修整砂轮宽度B(10mm)的4倍；

将白刚玉油石置于平面磨床上，白刚玉油石的长度方向与磨床纵向导轨平行，待修整砂轮的端面与修整工具侧面对齐。

2）修整方案：

砂轮修整采用先切入、再横向的修整工艺，依据该领域的现有技术操作，设定总修整量A定为8mm，其中切入总修整量A1=4.8mm，横向总修整量A2=3.2mm；砂轮粗修整跳动阈值t1=20μm、精修整跳动阈值t2=5μm，砂轮轴向直线度阈值x1=10μm；具体修整深度从0.1、0.05、0.02、0.01、0.005、0.002、0.001mm逐渐减小。

根据磨削产品要求、砂轮工作转速、砂轮质量、工作经验等，设定砂轮不平衡偏心距阈值e1=0.1μm。

3）切入修整：

在砂轮全宽范围内进行大切深强力切入修整，切入深度由大逐渐减小，设定切入总修整量A1=0.1*10+0.05*40+0.02*96=4.8mm。

由于修整工具宽度是砂轮宽度的四倍，砂轮在4个区域内总修整量均为1.2mm，故A1=4*1.2=4.8mm，白刚玉油石均匀消耗；

测量砂轮径向圆跳动为0.018mm≤t1=20μm，则进入步骤4）。

4）砂轮精化：

利用便携式动平衡机对砂轮进行机上动平衡测试、调整，最后调至砂轮不平衡剩余偏心距为0.051μm＜偏心距阈值e1=0.1μm；

5）横向修整：

采用砂轮轴向移动方式进行修整，砂轮横向移动速度500-600mm/min,修整深度由大逐渐减小，当累计横向修整量A2=0.02*70+0.01*120+0.005*120=3.2mm时，测试砂轮外圆全跳动0.004mm≤t2=5μm，砂轮轴向直线度0.0075mm＜x1=10μm，砂轮跳动、直线度均达标。

6）二次平衡：复检砂轮动平衡，砂轮不平衡剩余偏心距0.028μm＜e1=0.1μm，砂轮动平衡达标。

7）修整结束：

完成砂轮外圆面修整，效果很好。

该超硬砂轮实用修整方法，砂轮修整时，首先采用宽范围、大深度、强力切入修整方式，快速修复砂轮圆周精度（即圆度），实现超硬砂轮的粗修整，进而通过横向移动修整方式，并逐渐减小修整深度，实现超硬砂轮周向、轴向整体精度提高，完成超硬砂轮的精修整；利用现代数控磨床程序控制功能，采用一种修整工具、多种修整方式及不断变化的修整参数，可快速实现超硬砂轮的高效精密低成本实用修整，不仅修整效率高、精度好，而且修整成本低，值得大力推广。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及等同物界定。

Claims

1.一种超硬砂轮实用修整方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）准备工作：

②安装砂轮；

⑤完成修整工具定位、调整、安装；

2）修整方案：

编写砂轮修整工艺及修整参数；

3）切入修整：

在砂轮全宽范围内进行大切深强力切入修整；

否则，继续进行修整；

4）砂轮精化：

5）横向修整：

采用砂轮轴向移动方式进行修整；

当累计修整量达到预设值A2，

或砂轮外圆全跳动≤阈值t2，

或砂轮轴向直线度≤阈值x1，

转入步骤6）；

否则，继续进行修整；

6）二次平衡：

7）修整结束。

2.根据权利要求1所述的一种超硬砂轮实用修整方法，其特征在于：步骤2）中所述切入修整量A1占总修整量A的30-80%，横向修整量A2占总修整量A的20-70%。

3.根据权利要求1所述的一种超硬砂轮实用修整方法，其特征在于：步骤3）中大切深强力切入修整的最大修整切深不超过待修整砂轮磨粒的最大尺寸，最小修整切深不限。

4.根据权利要求1所述的一种超硬砂轮实用修整方法，其特征在于：所述修整工具的工作面宽度为待修整砂轮工作宽度的整数倍。

5.根据权利要求4所述的一种超硬砂轮实用修整方法，其特征在于：安装时，修整工具的长度方向与磨床纵向导轨平行，待修整砂轮的端面与修整工具的侧面对齐布设。

6.根据权利要求1至5任一项所述的一种超硬砂轮实用修整方法，其特征在于：所述修整工具为普通磨料油石或砂轮块；或陶瓷、玻璃；或碳钢、铸铁、铜。

7.根据权利要求6所述的一种超硬砂轮实用修整方法，其特征在于：所述普通磨料油石或砂轮块的粒度与待修整砂轮粒度差距不可超过2个粒度号。