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不同于过去的研磨--HVOF磨削技术
作者:Elizabeth Engler Modic    来源:Aerospace Manufacturing and Design
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磨床/珩磨设备展厅
平面磨床, 外圆磨床, 无心磨床, 内圆磨床, 万能磨床, ...
新材料往往对航空航天加工工艺造成多米诺骨牌效应。环境问题迫使材料发生了从传统铬电镀到高速含氧燃料(HVOF)喷涂的变化,这反过来又影响人们对砂轮的选择,而且最终影响了对磨床本身的选择。

在两条线之间迁移

在航空零件上使用HVOF 涂层材料给航空行业带来了积极的影响。HVOF 涂层材料不仅更环保,也更耐磨损,因此持续的时间也更长。在迁移期间,用来生产零部件的磨削工艺过程也有一个转变。然而树脂粘合的金刚石砂轮是旧的标准,现如今陶瓷结合剂金刚石砂轮更受欢迎,因为与树脂结合没有办法修整机器中的砂轮。这对维持一致性提出了挑战。使用陶瓷结合剂金刚石砂轮,人们就可以在主轴上使用旋转式修整器和旋转的修整金刚石来修整砂轮。这打破了只能在砂轮中粘合金刚石晶粒的局面,在砂轮上创建了一个全新的切割面。粘合操作可以在线并且在制造的过程中完成。

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技术的飞跃

最近一个航空航天零部件制造商着手实施这些新技术,并设法找到了一种生产零件的新工艺。在这种情况下,零件是把飞机发动机固定于机翼上的保险丝引脚。保险丝引脚是HVOF的碳化钨钴铬合金, 2-1/2" 直径×8" 长,具有0.01" 的直径偏差,并且需要8RA 的表面光洁度。此前, 这家制造商已经为其客户进行了零部件镀铬处理。在更新了材料需求后,制造商需要研发一种新的HVOF 喷涂工艺。最初制造商知道这需要一个工具磨床,这是一个刚性机器——一个Okumas 公司已经知道的经验,并且数年来一直用于设备磨镀铬。所以,沿着这条路发展,开始号召Okuma 官方公司来进行合作,并给团队注入HVOF 磨削技术的专业性,这些都是制造商内部所不具备的。

本来,树脂粘合的金刚石砂轮是合乎客户的规格要求的,但是当Okuma 公司的团队为客户展示了使用陶瓷金刚石砂轮所带来的好处后,客户便允许将其作为一种替代品了。该公司看到陶瓷金刚石砂轮提供了更大的生产力,因为你可以在机器上修整砂轮,而不用将砂轮从机器上拿下来,这省去了离线操作这一步骤。一家超硬材料有限公司的陶瓷金刚石砂轮被选择用于具有220 目,测量24" 直径×1-1/4" 宽的,并设置在6000sfm 下运行的工艺过程。Okuma 公司的GP-36FII x 1500 磨床是首选的机器。

关键的特性

既然HVOF 材料和陶瓷金刚石砂轮已成为新的标准,数控磨床的能力比以往任何时候都更加重要。在优化工艺并最大限度地提高生产力时,Okuma 的磨床有几个重要的特点和能力应当要考虑到。选择Okuma 的GP- 36FII x 1500 磨床是基于其具有以下几个方面的功能。

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旋转修整

有了陶瓷金刚石砂轮之后,当金刚石旋转修整器和砂轮以单向旋转的方式(相对旋转)运行时,一个更加开放和自由切割的砂轮就会创建,并且允许进行更积极的磨削。旋转修整器也可以反向旋转,从而提供了更高的表面光洁度。值得注意的是在这种情况下砂轮不是很锋利,这就是为什么它会带来更好的表面光洁度。具有旋转修整的能力为调节砂轮提供了各种各样的方法,然而,树脂粘合砂轮也需要氧化铝修整棒。这包括操作人员拿起修整棒并将其推入砂轮以暴露切削区域,从而也就把不可控制的变量引入了工艺流程。根据操作者的不同,修整棒应当可以应用在不同的压力下,并根据时间的长短为砂轮创造出不同的条件。通过将陶瓷金刚石砂轮与旋转修整器相结合,就能以一个持续稳定的进给速度修整出一个一致的量,从而可以得到稳定的结果。

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声学传感器

当砂轮接触旋转修整器时,该传感器就开始检测,所以接触的确切地点和时间是已知的。这可以防止修整过多而切断砂轮。以保险丝引脚工艺为例,这个尺寸的砂轮要花费6,000 至7,000 美元,所以理想的情况是尽可能少地修整,以延长砂轮的使用寿命。费用依据是显而易见的。通过最小化修整砂轮的量,人们可以将削减量降低至0.0001",而不是0.0005"。这就节省了材料。

高度的静态和动态刚度

Okuma 磨床用两个关键功能给机器提供了静态和动态刚度。第一个是导轨系统,这是一个张开的V 型和扁平导轨,具有极高的刚度,并且没有粘滑。第二个是流体动力砂轮主轴,刚度非常好。在中心处的支承力是1 吨,偏移径向载荷等同于每100kg 约1μ,并可达到0.0000004" 的旋转精度。这为金刚石砂轮提供了更高的表面光洁度,而刚性使得系统内不会发生振动,这在研磨非常坚硬的材料,如碳化钨钴铬合金时是很有必要的。

在由航空航天零部件新材料需求驱动的转型期里,我们有机会更新整个工艺流程。通过给工艺流程加入陶瓷金刚石砂轮和合适的磨床的独特设计能力,就有可能获得更大的总体生产率。(end)
文章内容仅供参考 (投稿) (3/26/2014)
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