硬質(zhì)合金臺階套類零件的端面外圓磨削

自貢硬質(zhì)合金有限責(zé)任公司 (四川 643011)高 建 倪瑩馳

1.原磨削方式

我公司生產(chǎn)的硬質(zhì)合金臺階套類零件，如圖1所示，精度高，批量大，廣泛用于石油開采行業(yè)。目前對于該類零件的端面外圓磨削方式采用砂輪切入磨削方式，砂輪先把端面磨削到位(見圖2)，再把臺階R 處與外圓處的余量磨削完(見圖3)，零件磨削到位后的形狀如圖4 所示。此種加工方式存在兩方面的缺陷，一是砂輪尖部的消耗不均勻，外圓處比端面處多，且砂輪的尖部消耗大，加工幾件產(chǎn)品后，砂輪尖部的形狀就由加工前的直角變成弧形形狀(見圖5)，此時(shí)再用該砂輪加工產(chǎn)品，端面與外圓交接處的R 就會超出公差范圍;二是對砂輪端面與外圓直線度要求較高，不然無法保證端面的平面度與外圓的圓柱度在0.003mm 以內(nèi)。為了保證產(chǎn)品端面、外圓的尺寸精度與形位精度，必須要頻繁地修整砂輪，加工圖1 零件，每5 件就要修整一次砂輪。磨削硬質(zhì)合金采用的是金剛石砂輪，金剛石修整是件非常麻煩的事情，每修整一次需要5min，嚴(yán)重降低了生產(chǎn)效率。

圖1

圖2

圖3

圖4

圖5

2.新磨削方式

新的磨削方式為切磨、縱向磨削以及聯(lián)動相結(jié)合的磨削方式，磨削由7 步組成，具體如下:

(1)砂輪的尖部先接觸到零件臺階根部圓角R中間部分，開始切磨臺階R，如圖6 所示。

圖6

(2)砂輪沿X 軸進(jìn)刀，待砂輪的外圓母線與零件外圓母線接觸時(shí)，X 軸停止進(jìn)刀，如圖7 所示。

(3)零件沿Z 軸開始進(jìn)刀，至臺階端面切除一定的余量，Z 軸停止進(jìn)刀，如圖8 所示。

圖7

圖8

(4)砂輪沿X 軸繼續(xù)進(jìn)刀，至零件端面與外圓尺寸磨削符合工藝要求，如圖9 所示。

(5)X、Z 軸聯(lián)動，即砂輪沿X 軸往復(fù)進(jìn)刀和零件沿Z 軸往復(fù)進(jìn)刀，走完一輪加工面，X 軸退刀，然后再回到原處(第4 步驟結(jié)束時(shí)砂輪的位置)。本步驟往復(fù)循環(huán)2～3 次，此過程為提高臺階端面的表面粗糙度和平面度，如圖10 所示。

圖9

圖10

(6)砂輪沿X 軸回到原處時(shí)，零件再沿Z 軸開始退刀，當(dāng)退至砂輪的外側(cè)端面距離零件的外端面距離為3～5mm 處時(shí)，砂輪沿X 軸退刀，如圖11 所示。此過程為了提高外圓的圓柱度與表面粗糙度。通常沿Z 軸退刀時(shí)，會退至砂輪完全脫離零件，但這樣的退刀方式，砂輪距零件的外端面越近，砂輪與零件的接觸面積越小，磨削力越大，容易造成零件加工面變形，對于精度要求高的零件，外圓面的同軸度會受到影響。采用本步驟的磨削方式，將有效地克服這一缺陷。

圖11

3.結(jié)語

新的磨削方式砂輪尖部的端面和外圓面與零件均勻接觸，砂輪的端面和外圓面消耗一致，零件磨削加工完成后，砂輪能夠較好地保持尖部的尖角形狀，同時(shí)很好地保證了產(chǎn)品端面平面度與外圓圓柱度。

用新的磨削方式磨削圖1 所示產(chǎn)品的端面外圓，磨削后產(chǎn)品的外圓圓柱度達(dá)到了0.003mm，端面的平面度達(dá)到了0.003mm，外圓與端面交接處的R 小于0.35mm，金剛石砂輪的修整次數(shù)由原來每加工5件修整一次砂輪，提高到每加工25 件修整一次砂輪，加工效率提高了30%以上。