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滚光技术的研究与应用(二)

来源:滚光技术的研究与应用(二)作者:李经理网址:http://www.jnusm.net
文章附图

改进措施

1. 增强润滑效果

切削液能够对滚光效果及金刚石头的寿命造成消极的影响。由于滚光刀体较大,影响切削液直接作用于刀头,在机床上专门加装了导管(见图5),使切削液直接作用于刀头,在机床上专门加装了导管(见图5),使切削液直接喷到滚光加工位置。实践表明,加装导管后滚光刀寿命有所延长。

2. 调整滚光刀压力

根据弹簧压紧力及适用零件硬度推荐值,将原装宝力士滚光刀中红色弹簧更换为绿色弹簧,固定滚光刀的压入量为0.2mm;并根据实际使用情况将原来的预紧力旋钮拧出4个螺距。不同颜色弹簧特性如表3所示。

3. 优化切削参数

考虑到滚光刀的寿命、加工效率和生产成本三方面的因素,逐渐调低滚光刀的加工参数并适当调高刀片的切削参数,最终将加工参数确定如表4所示。

批量验证及分析

应用以上改善措施后,进行批量加工验证。更换宝力士金刚石滚光刀加工面,设定CBN刀片在每个刀尖加工30~45件后更换,测量每刀尖加工的最后一个零件的表面粗糙度值。为了便于比较,再顺序测量一件不加滚光刀只使用CBN刀片的零件表面粗糙度值,两者比较可获得滚光加工对表面粗糙度矫正量的近似值。共加工12JSD160T-1707106付箱减速齿轮890个,测量数据33组,通过Excel绘制滚光效果折线图(见图6)。

图6中横坐标为测量的零件序号,纵坐标为测得的表面粗糙度值,黑色折线为CBN刀片加工时测量的粗糙度值,其特征为表面粗糙度值相对较高,振动幅度大。灰色折线为经过车削及滚光后测得的表面粗糙度值,其变化规律同黑色折线,但数值小于黑色折线。通过比较可见,增加滚光后零件的表面粗糙度值显著降低,且加工状态更为稳定。

用黑色折线上测量点的数值减去灰色折线相邻点测量的数值,得到滚光刀在该点的光整能力,连接33点的数值,得到宝力士滚光刀的光整能力趋势体(见图7)。

由图7可知,滚光刀的光整能力随着加工零件数量的增加而逐渐降低。在固化的切削参数下,CBN刀片每个刀尖加工该零件35件,滚光刀每个加工面加工800件左右,可保证表面粗糙度值在Ra0.4μm以下。

从实验结果来看,滚光技术应用后能够有效满足锥面粗糙度的产品图样要求,提升了产品质量。虽效率略有下降,但通过提高CBN刀片的可加工数量,未造成成产成本的增加。经过分析,在固化的切削参数下,应用滚光技术后每件零件的刀具成本为2.92元。而仅用CBN刀片加工,每件零件的刀具成本为5.6元。滚光技术的研究还为以后精密零件的加工提高了技术储备,可以完成更高表面质量要求的零件加工。

在试验中,我们也发现了若干问题,例如加入滚光工步后如何提高加工效率,改进切削液质量能否进一步延长金刚石头寿命等,这也是我们下一步将要研究和解决的问题。