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【磨削案例分享】如何解決磨后工件表面粗糙度超差問題

關(guān)鍵詞 磨削 , 砂輪 , 表面粗糙度 , 金剛石|2016-11-15 09:35:24|應(yīng)用技術(shù)|來源 圣戈班磨料磨具
摘要 磨削本身是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng),在客戶現(xiàn)場磨削應(yīng)用過程中不可避免會(huì)出現(xiàn)各種問題,需要用系統(tǒng)的方法去分析解決問題:先觀察整個(gè)磨削問題的發(fā)生,總結(jié)問題發(fā)生的可能原因,利用排除法篩選出最相關(guān)的...
       磨削本身是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng),在客戶現(xiàn)場磨削應(yīng)用過程中不可避免會(huì)出現(xiàn)各種問題,需要用系統(tǒng)的方法去分析解決問題:先觀察整個(gè)磨削問題的發(fā)生,總結(jié)問題發(fā)生的可能原因,利用排除法篩選出最相關(guān)的因素,再予以逐次解決,這樣有助于找到磨削問題發(fā)生的真正原因,也有利于磨削問題的有效解決。
       背景介紹
       某生產(chǎn)自然吸氣發(fā)動(dòng)機(jī)的客戶,近期在磨削車間的法蘭端磨削工藝中,出現(xiàn)了嚴(yán)重的粗糙度超差的情況,圣戈班磨料磨具應(yīng)用工程師到現(xiàn)場進(jìn)行技術(shù)支持。
       曲軸是發(fā)動(dòng)機(jī)中最重要的部件,它將連桿傳來的活塞上下運(yùn)動(dòng)的力轉(zhuǎn)變?yōu)檗D(zhuǎn)矩輸出并驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)上其他附件工作。曲軸受到旋轉(zhuǎn)質(zhì)量的離心力、周期變化的氣體慣性力和往復(fù)慣性力的共同作用,使曲軸承受彎曲扭轉(zhuǎn)的載荷,要求曲軸有足夠的強(qiáng)度和剛度,其軸頸表面需耐磨、均勻、平衡性好,相應(yīng)的,對于軸頸表面圓度,粗糙度,直線度和凹凸度等指標(biāo)要求較高。

曲軸法蘭端磨削部位
       應(yīng)用介紹
       工件:曲軸
       磨削位置:法蘭端
       工件材質(zhì):鑄鐵,HRC52-56
       磨削余量 (單邊):0.3mm
       圓度要求:0.0035
       粗糙度要求:端面外圓        修整器:單點(diǎn)金剛筆
       修整參數(shù): 修整量 0.02mm*2,走刀速度80mm/min
       現(xiàn)場磨削工藝跟蹤和問題總結(jié)
       跟蹤4個(gè)完整修整循環(huán)加工,抽檢第1,3,5,7工件;
       抽檢工件圓度不達(dá)標(biāo),為0.007mm左右;
       在一個(gè)修整周期內(nèi),抽檢工件粗糙度,工件粗糙度Ra值從首件到末件呈大幅度減少趨勢,從Ra 1.53降至Ra0.83;
       抽檢工件砂帶拋光前表面無異樣,砂帶拋光后出現(xiàn)明顯磨痕,所有磨痕出現(xiàn)在工件上相同位置。
       問題分析與解決
       理論上,在磨削工藝中,出現(xiàn)磨后粗糙度超差,一般有如下幾種情況:
       砂輪本身粒度偏粗,測試工件表面相比正常產(chǎn)品光潔度較差,嚴(yán)重情況下會(huì)出現(xiàn)劃痕;
       砂輪硬度偏軟,異常脫粒進(jìn)入磨削區(qū)域,在工件表面產(chǎn)生隨機(jī)劃痕,影響工件表面粗糙度
       磨削系統(tǒng)濾過裝置不好,導(dǎo)致磨屑或者磨粒重新進(jìn)入磨削區(qū)域,形成隨機(jī)劃痕;
       砂輪線速度過低,無法在工件表面形成有效切削,也會(huì)影響工件表面粗糙度,嚴(yán)重情況下也會(huì)出現(xiàn)規(guī)律性劃痕;
       修整工具:修整工具(主要是金剛石滾輪或者固定式修整器)的質(zhì)量較差,修整過程中異常崩粒或者磨損,容易在砂輪表面形成相應(yīng)高低點(diǎn),造成工件表面規(guī)律性的劃痕;
       修整參數(shù):重疊比設(shè)置過低(導(dǎo)程過高,滾輪與砂輪速比不合適,修整量過大等)。
       在該客戶曲軸外圓磨中,使用的是54粒度的砂輪,理論上工件表面粗糙度一般都達(dá)到Ra0.8以下。而首件工件Ra1.53,與理論值相差甚遠(yuǎn);
       通過與客戶現(xiàn)場工藝工程師溝通,該工位上之前使用的砂輪已經(jīng)調(diào)整過硬度,但是無明顯改善;現(xiàn)場提升砂輪線速度(提升5m/s, 提升10m/s),首件工件粗糙度也并無明顯改善;降低最后一道精磨進(jìn)給速度,無明顯改善;
       降低修整走刀速度低至50mm/min, 修整后首件工件粗糙度改善至Ra1.39, 但仍然偏離實(shí)際要求值較遠(yuǎn),且后續(xù)砂輪拋光后磨痕依然存在。
       基于以上的工藝調(diào)整和信息匯總,我們可以總結(jié)出該客戶工件磨后粗糙度嚴(yán)重超差的幾個(gè)特點(diǎn):
       工件表面出現(xiàn)固定磨痕
       粗糙度遠(yuǎn)遠(yuǎn)偏于理論值
       砂輪本身粒度和硬度無明顯問題
       修整參數(shù)及磨削參數(shù)的調(diào)整只能帶來輕微改善
       所有這些特點(diǎn)表明:
       修整后首件工件粗糙度嚴(yán)重超差與修整器本身有直接關(guān)系。
       砂輪表面寬度方向出現(xiàn)了規(guī)律性的高點(diǎn),這些高點(diǎn)在修整后出現(xiàn),因此造成修整后第一個(gè)工件粗糙度遠(yuǎn)遠(yuǎn)偏離理論值和工藝要求值,而隨著磨削的不斷進(jìn)行,磨料磨損后粗糙度得以改善。
       通過與客戶的進(jìn)一步討論和確認(rèn),最終我們發(fā)現(xiàn)該批修整器在修整砂輪時(shí),容易出現(xiàn)崩口現(xiàn)象,這種崩口會(huì)砂輪表面形成固定高點(diǎn),從而形成磨痕。
       更換金剛筆,選用價(jià)格和級別更高的金剛石,問題得到解決。

金剛石修正筆
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