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PLC平面磨床核心技术:金属与非金属精密精加工

工艺原理

平面磨削是最常见磨削作业。属精加工工艺,用旋转砂轮平整金属/非金属工件平面,去除氧化层与表面杂质,赋予精细外观,亦可获功能性设计表面。

PLC平面磨床由砂轮、工件夹持器(卡盘)、往复/旋转工作台组成。夹持器固定工件,两种方式:铁磁件用电磁卡盘吸附;非铁磁/非金属件用真空或机械夹持。若仅有电磁卡盘,可在其上放置铁磁钢/铸铁机用虎钳夹持非铁磁工件。

平面磨削关键因素:砂轮材质与工件材质。典型工件材质:铸铁、低碳钢——不易堵塞砂轮。其他材质:铝、不锈钢、黄铜、部分塑料。高温磨削易致材质弱化、腐蚀倾向增、磁性材料失磁。

砂轮不限圆柱形,可制成任意几何形状传递给工件。操作员可修整简易砂轮得非标几何。磨削时砂轮形状会以倒像形式转印工件。

“无火花”是追求精密值的术语,意指工件在砂轮下不重置切深反复多次通过,直至无火花,以消除机床或工件不合度。

设备构成

PLC平面磨床配电磁卡盘,内嵌图展示手动永磁卡盘。

PLC平面磨床提供精密磨削表面,用于关键尺寸或表面光洁度。

典型精度视类型/应用而定,多数PLC平面磨床可达±0.002mm(±0.0001英寸)。

机床由工作台沿砂轮面纵横移动组成。纵向进给通常液压驱动,横向亦然,但可根据最终用途(制造/车间/成本)混合手动/电动/液压。砂轮安装于主轴头旋转,高度亦可上述方式调节。现代PLC平面磨床半自动化,切深与无火花次数可预设,设定后极少需操作员干预。

工件材质决定夹持方式,常用磁性卡盘:电磁或手动永磁,两类均见图一。

机床适配冷却液喷淋与金属粉尘吸尘(金属屑与砂轮屑)。

PLC平面磨床类型

水平主轴(外圆)平面磨床

砂轮周边(平边)接触工件形成平面。外圆磨削用于直平面、锥/曲面、槽、肩部平面、凹面、轮廓的超精密加工。

垂直主轴磨床(端面)

砂轮端面(杯形、圆柱、盘形、段形)作用于平面。端面磨削常用于快速去除材料,部分机型可高精度作业。工件装于往复工作台(可按任务更换)或连续/分度旋转回转工作台。分度允许一工位装卸同时另一工位磨削。

单/双盘磨床

盘磨类似平面磨,但砂轮与工件接触面更大。单盘磨有垂直/水平主轴;双盘磨同时加工工件两面,能达极严公差。

PLC平面磨床砂轮

主条目:砂轮

氧化铝、碳化硅、金刚石、立方氮化硼(CBN)为四大常用磨料。氧化铝最常用。成本考量下,金刚石/CBN砂轮常用廉价芯体包覆磨料层。金刚石/CBN极硬,适合经济磨削陶瓷、硬质合金等氧化铝/碳化硅无法加工的材料。

砂轮状态对任何磨削至关重要。修整器维护砂轮状态,可安装工作台或砂轮头,便于随时修整。

润滑与冷却

参考:切削液

润滑剂用于冷却工件砂轮、润滑界面、排屑。必须直接喷射切削区防止被砂轮甩带。典型润滑剂:水基化学液、水基油、合成油、矿物油。润滑剂选择取决于工件材质,详见下表。

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