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        快速測定CBN砂輪的質(zhì)量

        文章作者:ownpowerkefu

        發(fā)表時(shí)間:2013-09-14 09:39:06

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        [導(dǎo)讀:]快速測定CBN砂輪的質(zhì)量

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        在采用CBN金剛石砂輪進(jìn)行磨削作業(yè)時(shí),除了砂輪使用壽命非常重要之外,對砂輪質(zhì)量因素的認(rèn)識也是至關(guān)重要的,以便達(dá)到對磨削流程和加工精度的高要求。

        整體觀察磨削流程

        由于加工工藝越來越復(fù)雜,因此必須對磨削流程進(jìn)行整體觀察。這就意味著,要依據(jù)各種不同的應(yīng)用場合,對所使用的砂輪的配置提出具體的要求。這時(shí)往往會涉及表面形狀(即刀盤的作用區(qū)域)問題。為了能夠?qū)ο嚓P(guān)表面做具體特征化描述和評價(jià),必須采用現(xiàn)代化的測量技術(shù)和方法。這樣即可在任意時(shí)間點(diǎn)上對帶有顆粒物的刀具工藝流程的結(jié)果和質(zhì)量水平做出客觀的評定。這也是確保穩(wěn)定的加工質(zhì)量的一個(gè)前提條件。

        在電鍍粘合時(shí),砂輪顆粒通過電解液和鎳或鉻的沉淀,著床到導(dǎo)電盤上(圖1)。這種加工工藝具有隨機(jī)特征,它會影響到所檢測的質(zhì)量特征。為了對砂輪襯層進(jìn)行特征化描述,采用了大量的各種不同的檢測特征。通過檢測得到的重要特征有粘合硬度、顆粒大小和顆粒密度。此外,也把刀刃靜態(tài)數(shù)、刀刃動態(tài)數(shù)和刀刃動態(tài)間距等數(shù)據(jù)用于對刀具表面的評價(jià)上。后兩種參數(shù)已經(jīng)包含了工藝的動態(tài)性,采用當(dāng)今高級的測量技術(shù),測量費(fèi)用會比較高一些。

        磨削加工工藝在刀具和部件加工中一直扮演著非常重要的角色。與其他類型的切削技術(shù)相比,磨削工藝的長處在于其對硬質(zhì)材料的良好的可加工性、較高的形位公差精度(IT5~6)和磨削表面的較小的波紋和粗糙度(Rz=1~3μm)。

        由于電鍍砂輪的基本外形可塑性極強(qiáng),便于切削,因此這種工藝特別適合于要求較高的加工場合。砂輪電鍍層的特征在于,一方面需要通過高品質(zhì)磨削顆粒物達(dá)到磨損極限范圍要求,另一方面又需留出可以排放切屑的空間。

        材料承重比例是重要的檢測特征

        砂輪質(zhì)量評判的另一重要的檢測特征便是材料承重比例和材料比例曲線(Abbott曲線),如圖2所示。材料承重比例在一定數(shù)值上反映出砂輪表面在3D剖面上低于這個(gè)數(shù)值時(shí)的百分比。這個(gè)參數(shù)對于砂輪使用狀況與具體加工任務(wù)之間關(guān)系的評判來說是非常重要的。在研究項(xiàng)目框架內(nèi),通過FGW Remscheid e.V.與GFE Schmalkalden e.V.這兩家公司的合作和一個(gè)協(xié)作委員會的參與,研發(fā)出了一種無接觸的測量技術(shù)方案,用于測定材料承重比例。為了使該測量技術(shù)方案發(fā)揮效力,我們在電鍍砂輪所獲得的測量結(jié)果和加工結(jié)果之間進(jìn)行相關(guān)性研究。

        首先步是在結(jié)合使用立體和同焦顯微鏡的條件下,對圖像處理方法和圖像攝影策略以及試驗(yàn)臺規(guī)劃、設(shè)計(jì)和加工進(jìn)行開發(fā),以便自動和客觀地測定砂輪上的材料承重比例。鑒于材料承重比例的定義,首先借助于一種3D光電測定技術(shù),對這種檢測特征進(jìn)行無接觸的測定。試驗(yàn)在一個(gè)新式的試驗(yàn)臺上進(jìn)行(圖3)。采用這個(gè)試驗(yàn)臺,可以通過立體顯微和工作間距的變動,在顯微范圍內(nèi)生成3D圖像數(shù)據(jù)。所生成的數(shù)據(jù)構(gòu)成了開發(fā)測定材料承重比例所需的對數(shù)法的基礎(chǔ)。

        采用無接觸工作法測定電鍍砂輪的承重比例

        第二步便是對砂輪加工結(jié)果進(jìn)行相關(guān)性研究。為此目的,采用可復(fù)制的參數(shù)組來生成符合實(shí)際的磨損狀態(tài),并進(jìn)行一系列的磨削試驗(yàn)。然后通過對刀具和工件特性進(jìn)行的電子光柵和顯微照相測,在新型光電子結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上,采用新研發(fā)的圖像處理技術(shù)的成果實(shí)現(xiàn)補(bǔ)償。通過這種重復(fù)性的過程,可以驗(yàn)證所測得的材料承重比例和真實(shí)的砂輪加工結(jié)果之間的關(guān)聯(lián)性,也可借助于儀器實(shí)現(xiàn)圖像收集方法的功能和可使用性。

        較終在該研究項(xiàng)目內(nèi)開發(fā)出了一種測定電鍍砂輪材料承重比例的無接觸的技術(shù)工藝。這項(xiàng)工作的儀器基礎(chǔ)是實(shí)現(xiàn)了一種立體顯微和共焦顯微技術(shù)相結(jié)合的試驗(yàn)場所。

        這種方法的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢對于企業(yè)來說,是在于對表面狀態(tài)做出快速的特征化描述。通過試驗(yàn)臺,可以實(shí)現(xiàn)對刀具的材料比例曲線進(jìn)行快捷、簡單、可重復(fù)性和可記錄性的測定。所獲得的認(rèn)識有助于用戶繼續(xù)開發(fā)自己的產(chǎn)品


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