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1、高精度鈦合金細(xì)長軸磨削策略研究
磨削難點
1.因為鈦的熱導(dǎo)率小，磨削熱積蓄在加工點，所以磨料的磨損大，其結(jié)果易產(chǎn)生磨削過燒，不僅表面粗糙度大，而且表面產(chǎn)生開裂燒傷。鈦的化學(xué)活性很高，切屑附著在磨粒上，由于粘附物與鈦合金磨削表面還要再接觸，在磨削力作用下造成粘附物脫落，導(dǎo)致磨粒的破碎與脫落，使砂輪磨損嚴(yán)重，磨削比下降，并造成零件幾何形狀誤差增加，形位公差不易控制。
2.細(xì)長軸是指L/d≥20倍的軸類工件，尺寸公差、形位公差都比較小，表面粗糙度Ra≤0.8。細(xì)長軸的剛性差，在外力及自身重力的作用下，都易產(chǎn)生彎曲變形，形位公差難以保證。
解決
2、方法
1.機(jī)床
檢查并調(diào)整機(jī)床，確保砂輪主軸的回轉(zhuǎn)精度高于0.001mm，主軸與軸瓦的間隙0.01mm~0.015mm，砂輪架相對于工作臺的震幅小于0.001mm，橫向進(jìn)給機(jī)構(gòu)的靈敏度高，重復(fù)定位精度誤差小于0.002mm/10次，工作臺在10mm/min的低速下無爬行，頭尾架系統(tǒng)剛性好，采用小彈性的尾頂尖支承。
2.砂輪
1)砂輪的選擇
砂輪由磨粒、粘合劑和氣孔三要素構(gòu)成，其磨削性由a、磨料，b、粒度；c、粘合程度；d、組織；e、粘合劑五個要素決定。一般對鈦合金材料特性，磨料種類按照以砂輪磨削性能為標(biāo)志的磨削比（單位時間磨削量/單位
3、實際砂輪磨損量）的順序排列為SDC＞CBNC＞GC＞W(wǎng)A＞AZSDC:涂復(fù)金屬的合成金剛石CBNC：立方氮化硼GC：綠色碳化硅磨粒WA：白色氧化鋁磨料AZ：氧化鋁、氧化鍺磨料但綜合使用方便、價格上考慮，磨料種類以綠色碳化硅磨粒較為合適，根據(jù)其材料特性和加工精度要求，砂輪磨料粒度選用60＃，粘合程度中級K較為合適，在精加工微量進(jìn)給磨削中，應(yīng)特別注意防止磨削過燒，以結(jié)合力大，易使粘合程度和氣孔變化持久性好的陶瓷型最佳。所以，砂輪采用GC60KVP。
2)砂輪的改制
把砂輪改制成表面帶四個右旋的螺旋溝槽，因為螺旋槽砂輪磨削是以砂輪表面螺旋槽的一側(cè)邊緣縱向磨削為主，砂輪表面徑向
4、壓力磨削為輔，四個螺旋槽側(cè)邊實現(xiàn)磨削，因此它的磨削效率可大大提高。由于多螺旋槽在單位時間內(nèi)縱向磨削數(shù)增加，從而可以減低磨削壓力，提高軸的精度，降低表面粗糙度值，此外，因為砂輪表面有螺旋槽，高速旋轉(zhuǎn)時在螺旋槽內(nèi)形成一個負(fù)壓腔，周圍空氣高速沖向此腔，形成氣流冷卻。脫落的砂粒及切屑順螺旋槽溝排出，使切屑不易阻塞砂輪表面，同時澆注切削液，切削液很容易地被吸入螺旋槽內(nèi)，工件與砂輪發(fā)熱減少，使加工工件表面光潔，生產(chǎn)效率提高。
3)砂輪的修整
加工中用金剛石筆對砂輪進(jìn)行修整，粗磨每次橫向進(jìn)給量0.01mm~0.02mm，縱向進(jìn)給速度50mm/min，精磨每次橫向進(jìn)給量0.005mm~
5、0.01mm，縱向進(jìn)給速度20mm/min，最后作一次無進(jìn)給光走刀完成對砂輪的精細(xì)修整，使砂輪表面獲得較好的等高性和微刃性。
3.磨削液的選擇
在鈦合金的磨削中，磨削液的使用非常重要，它具有冷卻、潤滑和沖洗作用，是不讓切削粘附在砂輪上，防止磨削過燒所必不可少的。一般水溶性磨削液不能得到良好的磨削比，而含有大量氯的比較合適，如含有氯化聚氧乙烯醚，磷酸三鈉，亞硝酸鈉，三乙醇胺等成分的QTS-1磨削液對鈦合金的磨削加工效果較好，但成分含有氯，易造成零件腐蝕，所以加工后一定注意清洗。另外增大供給磨削液的壓力也有助于改善加工的粗糙度和磨削比，因此改造磨削液的出口，使減小出口得到一
6、定壓力的磨削液直接帶有壓力噴注在砂輪和工作接觸弧面，工作溫度降低。磨粒切入通過后被急速冷卻，表面殘余拉應(yīng)力減小。隨噴嘴壓力提高，切削點由拉伸型變成壓縮型，它是使疲勞強(qiáng)度降低的有效方法。同時進(jìn)行噴嘴沖洗，防止砂輪表面的糊住。
4.由于零件精度要求高，采用機(jī)床對頂研磨中心孔。按常規(guī)給中心孔加入潤滑機(jī)油后，發(fā)現(xiàn)研磨用硬質(zhì)合金頂尖磨損快，改為采用加注鈦合金切削油，可以減少對頂尖的磨損，保證了中心孔的質(zhì)量。
5.由于光軸是細(xì)長零件，為了更好的保證形位公差及質(zhì)量，在零件中部安裝一個開式中心架，也可以較好克服中間凸、中間凹或母線不直的現(xiàn)象并提高工作效率。使用中先用切入法磨削工件中部，切入速度要慢，粗磨時，每次切入量0.02mm-0.04mm，外圓粗糙度Ra≤0.8，外徑跳動在0.01mm內(nèi)即可，精磨時外圓每次磨光量為0.005mm，經(jīng)過精細(xì)磨削粗糙度Ra≤0.4mm，外徑跳動≤0.004mm.，精細(xì)的調(diào)整支撐點，以消除中間凸、中間凹或母線不直的現(xiàn)象，確保零件的形位公差。
效果
通過采取以上措施，克服了鈦合金易粘附砂輪，零件過燒現(xiàn)象。克服了細(xì)長軸的磨削易彎曲變形，產(chǎn)生腰鼓形的難點。在光軸加工中，產(chǎn)品一次性交檢合格率達(dá)到100%。
本文
高精度鈦合金細(xì)長軸磨削策略研究
