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铣磨加工工艺

放大字体  缩小字体 发布日期:2016-07-02

一、球面铣磨原理

球面铣磨加工原理如下图所示,金刚石磨轮刃口通过工件顶点,磨轮轴线和工件轴线相交于O点,并且两轴夹轴夹角为α,磨具绕自身轴高度旋转,工件绕自身轴低速转动,这种运动轨迹的包络面就形成球面。

          

                         图:球面铣磨原理

α:磨轮轴线倾角

Dm:磨轮中径

    R被加工工件的曲率半径

r:磨轮端部刃口圆弧半径

o:磨轮轴与工件轴的交点

磨轮中径的选择:

铣磨加工的磨轮中径一般为透镜直径的3/4,约为透镜直径的70%。当透镜表面特别陡峭时,例如在加工超半球的工件时,对磨轮的要求也很严格;而曲率半径较大或加工平面零件时,对磨轮中径要求相对来说就不那么严格,只要超过透镜直径的一半就可以了。

夹角的选择:

球面半径的大小与两轴的夹角α有关,当磨轮选定后,中径Dm和端面圆弧半径r为定值,调节不同的α角,即可加工不同曲率半径R的球面。其R与α的关系式如下:

Sinα=DM/2(R±r)  或:α=αrc sinDM/2(R±r)

式中凸面取“十”号,凹面取“—”

二、试磨:

1. 在机床主轴上装夹好零件,开动机床试磨。试磨后零件的曲率半径与要求的不一致时,则再次调整a角(a角减小零件曲率半径增大,a角增大半径减小),再行试磨,直至零件的曲率半径达到要求为止。在试磨中往往会出现内外凸包现象。如图所示。其原因是由于磨轮刃口的中心没有与零件表面的旋转中心调至重合。   

为消除此种疵病,在进行角度调整的同时,就要注意使两者中心重合。试磨零件(尽可能缩短铣磨时间)按较清晰的螺纹状砂纹决定调整方向,其调整数量为凸包的直径一半。以后再重复调整,每调一次进刀量约0.3~O.4毫米。几次调整后凸包越来越小,则磨削时间越应缩短,最后至凸包基本消失为止。


产生凸包示意图   a)外凸包   b)内凸包

     2 在调整好a角和两者中心以后,如铣出的表面不规则,则要调整磨轮轴线的高低.这可通过磨轮轴上的偏心轴套调节,直至机床主轴与磨轮轴线在一水平面上为止。

    3. 最后再调整零件的磨削量(磨削量是指在一个加工周期的时间内磨削总量的大小,即从开始铣磨到最后光刀表面的距离)。以保证零件加工后的中心厚度及精度要求(一般为±0.01毫米)。

 以上各种调整工作往往需要反复进行多次才能达到加工要求。

三、加工设备介绍:

根据零件形状、技术要求结合,铣磨工序设备加工特点合理选择加工设备,有利于确保零件加工质量和加工效率,我司铣磨组现有加工设备特点如下:

设备

型号

设备

厂家

加工范围

磨头轴转速

工件轴转速

中心轴

调整

中心厚度调整行程

UTS-

日本

永田

3~110mm

6~1万转/

10~20/

±30mm

±70mm

CG2.0

韩国

时代

3~130mm

9~1.2万转/

30~42/

±75mm

±75mm

YG367

云南

飞隆

5~70mm

8.5~1.1万转/

15~22/

±50mm

±50mm

主要特点:

设备型号

优点

缺点

UTS-

该机台对加工¢30mm以上直径和大曲率零件效率高,精度高

不适合小直径,小曲率镜片加工,效率低

CG2.0

适合加工¢5~25各种曲率的小镜片,精度高,效率高

不适合¢30以上大镜片的加工

YG367

适合小镜片加工

加工大镜片效率低,精度低

 

四、标准书认知:

  见《铣磨作业标准书》

  ①毛坯图铣磨未加工之前的镜片,具有以下特点:

a.  外径比磨边后的大1mm,公差一般为0.2mm

b.  中心厚度较铣磨完成品厚1mm,且公差较大,有0.6mm

c.   凸面R值较完品R大,凹面较完品R小。

  ②铣磨半成品图:

已经加工了第一个面的镜片,R值已经接近H归“0”件,中心厚度比铣磨完成品高0.5mm

  ③铣磨完成品图:

    第二个面已经加工完成,中心厚度达到标准要求,H在范围内,表面粗糙度也在范围内。

④加工条件:

a.磨轮:∮11*7,∮11为磨轮外径,∮7为磨轮内径。

b.    夹具:∮15,规格比镜片外径大2mm以上。

c.     测量环:内∮6,凸面使用测量环内径,凹面使用外径。

d.    磨轮越粗:金刚石颗粒直径,粒度号越小,则磨轮越粗,反之则越细。

e.     磨耗度:镜片本身的耐磨程度。

f.      材质:镜片本身的名称。

g.    切削液:水溶性,增加切削力,防止磨轮钝化。

h.    水:起冷却、润滑磨轮,清洗玻璃粉。

  ④品质管理:

a.外观:利用灯光进行透射,观察镜片表面有无透光的亮点。

b.     H:用千分表配合则量环,利用归“0”件,调好后测量镜片,设定已加工品与归“0”件之间,有一差值,加工到这一范围即可。

c.     中心厚度:利用百分表,测量镜片中心的厚度。

d.    倒角:在镜片的边上,用倒角磨边磨去一部份起保护作用。

e.     有效径:凹面未加工到边上,利用卡尺测量。

f.      偏弱:镜片边厚的差值,利用百分表测量。

五、铣磨加工使用的磨轮、夹具类别与性能介绍

1. 磨轮

a. 磨轮结构如下图

b. 类别

  按螺牙分:UTSⅢ与YG-367、CG-2.0G两面三刀灯。

  按金刚石粒度分为:300# 250# 170#等

c. 主要供应商

  I.常用的表面有氧化层的是云光生产的。

  II.现在加工011-0018、019-0011这种种磨耗度较软的磨轮为日本的阿尔法公司生产的。

d. 性能

I.规格:300#

Ф16以下的磨轮均为300#,加工出来的品质较好,效率稳定。

II. Ф20以下的有250#、300#、200#、170#、150#等,根据镜片材质与磨耗度来选择。

一般镜片外径越大,所需磨轮精度越粗;

镜片磨耗度越小的选择磨轮就越粗。

六、铣磨加工镜片材质与磨耗搭配以及修整方法

1. 镜片

一般来讲冕牌玻璃较硬、耐磨,火石玻璃较碎、易磨;

磨耗度值较低的表明镜片硬、耐磨;

磨耗度值大的表明镜片碎、易加工;

磨耗度在60~100之间的镜片比较难加工;

镜片外径越大越难磨;

磨耗度在110~160之间的,较易加工。

2. 磨轮

       现在我们公司磨轮的主要供应商为云光辅料厂,其次有日本阿尔法。

       云光厂生产的磨轮适应的镜片材质范围宽、切削能力强、耐用。

3. 搭配

   根据镜片外径来选择

      Ф20以下的镜片,一般选择300#磨轮。无论镜片的磨耗度是大还是小。

      Ф20以上的镜片,应根据材质与磨耗度进行选择。

   下表为各种磨耗度、各种直径镜片的磨轮选择表:

   磨轮外径

磨轮粒度

60以下

60~100

100~160

160~200

200以上

Ф20以下

Ф10~20

300#

Ф10~20

300#

Ф10~20

300#

Ф10~20

300#

Ф10~20

300#

Ф20~30

Ф20~24

250#

Ф20~24

250#

Ф20~24

250#

Ф20~24

300#

Ф20~24

300#

Ф31~40

Ф28~35

200#

Ф28~35

200#

Ф28~35

250#

Ф28~35

250#

Ф28~35

300#

Ф41~50

Ф35~40

170#

Ф35~40

170#

Ф35~40

200#

Ф35~40

250#

Ф35~40

250#

Ф51~60

Ф40~60

150#

Ф40~60

150#

Ф40~60

170#

Ф40~60

200#

Ф40~60

250#

Ф61以上

Ф60以上、120#

Ф60以上、120#

Ф60以上、150#

Ф50以上、170#

Ф50以上、200#

 

4.磨轮的选择及修整方法

  ①.磨轮的分类

目前我们使用的磨轮主要产于云光和日本,这些磨轮可以分为以下两类:

  a. 国产机型和韩国机型:(Ф24H7M20×1.5)

  b. 本机型:(Ф24H713/16*24UNF)

  ②.磨轮的选择

   a. 根据零件的材质来选择磨轮的粒度量。

   i如果外径是Ф50以下的零件:其材质较软或重金属含量较高时,选择云光产200#--300#磨轮;其材料较硬或重金属含量较少和根本不含有重金属成份时,选择日本产170#--270#磨轮。

  ii如果外径是Ф50以上的零件;其材质较软或重金属含量较高时,选择云光产不超过200#磨轮;其材质较硬或重金属含量较少和根本不含有重金属面份时,选择日本产不超过170#磨轮。

  b. 根据零件外径尺寸的大小来选择磨轮中径的大小。

    零件的外径用“Ф”表示。

    磨轮的中径用“DM”表示。

    磨轮中径的概念:磨轮两相对刃口顶点之间的距离叫做磨轮的中径。(用DM表示)

    所以我们选择磨轮一般按照Ф/2<><>

③. 修整磨轮的方法及注意事项

 a. 在修整之前首先要确认加工镜片之状态。

如果是凸面,磨轮的内刃与镜片接触在内,用金刚石或砂条修刮磨轮的内刃口;

如果是凹面,就修刮磨轮的外刃口;

平面则修刮磨轮的端口。

 b. 修整磨轮时,用力要均匀,先用废旧金刚石磨轮修刮,然后用砂条修刮,用金刚石修刮以后就直接加工镜片,那么完工镜片外会很光滑,其加工时间会很长,而且易烧坏镜片,所以必须用砂条把光滑的金刚石表面稍微砂毛一些,以提高效率。

c.  磨轮修整好以后,切削力会比修整前减小,容易烧镜片,所以要把机床手柄的压力稍微减少一些,光刀时间也相应延长一些,待加工一段时间后再慢慢恢复手柄压力和光刀时间。

d.  轮修整好以后,中心厚度、ΔH、中心点都会有所变化,所以必须升高中心度至少0.20mm,然后把ΔH、中心点调整好以后,再把中心厚度调整到要求尺寸。

5. 铣磨品质保证措施

为了确保流出良品达到100%,不制作不良品,不流出不良,现将品质保证措施总结如下:

  ①  作业员注意事项:

 a. 严格按组内自主检查要求进行。

 b. 每次测量ΔH,要将测量环端口与归“0”镜片擦拭干净。

 c. 交接班时机台状况、加工状况确认,加工出来的镜片不符合标准则不能加工。

d. 每台在加工机台都有一块千分表,对应的测量环,若没有则不能进行加工。

e. 千分表、百分表应处于良好状态,有异常则通知领班更换或维修。

  ②  技术员、领班注意事项

a. 点检、督促作业员按组内自主检查及各项要求进行作业。

b. 负责区域的完成品由技术员检验后,在备忘单上作标记后再流出。

c. 抽检并记录每日品质,每班不少于3次。

d. 每班流出的镜片均由技术员对品质负责,所以完品应仔细检查。为确保品质技术员、领班应对作业员的自主检查进行督促,确保加工出来的均为良品。

e. 对作业员的加工动作进行指导,按照最有效动作进行作业。

    切忌用镜片相互刮取

七、铣磨夹具选择与高精度制作

1. 夹具的分类

 国产机类型

 日本及韩国产的类型

2. 夹具材料

 聚甲醛

 电木(只能用作日本及韩国机型)

3. 性能

电木

  夹持力强,适合加工外圆光滑及半成品,耐磨性不好。

聚甲醛

  耐磨性好、弹性好,适合加工完品。

4. 选择

 根据镜片外径与形状,选择合适的夹具,一般应比镜片外径大4mm

 夹具装上机后,应观察其转动的同心度状况,夹具跳动大的夹具,则加工出来的镜片边厚差大,所以应尽可能选择跳动小的夹具。

 日本机及韩国机,在上装夹具时,如有夹具很紧,上不到位,这样的夹具不要强行装到位,否则拔不下来。

 装好夹具之后,应试一下夹具的弹性是否好,如果弹性不好,镜片就会夹持不稳,易卡死或夹具使用时间不长又要重新制作,增加弹性和是将缝锯深一些,但不能将夹具锯的太软。

5. 夹具制作

 形状

   a. 平底状      b. 阶梯状       c. 让边槽状

 性能

a. 平底状:加工一凹一凸、一平一凹双凹面定位的半成品,或是Ф10以下双平面半成品。

    b. 阶梯状:加工双凸,半成品、完成品,一凸一凹以凸面定位的完成品。

    c. 让边槽状:加工双凹,以凹面定位的完成品。

根据镜片外径选择合适的铣刀

  铣刀规格:Ф1.0   Ф1.5  Ф2.0  Ф2.5   Ф3.0   Ф6.0

制作夹具从中心开始扩孔。根据镜片的边厚,调整夹具切削深度,一般应夹持住镜片边厚一半即可。

根据镜片边厚及是否要对镜片倒角,而对夹具进行倒角,铣刀角度一般打到250

夹具作好后,放入镜片时夹具不应被胀开,也不应在夹具中有明显的晃动。

夹具作好后,不应将夹具拔下来清理毛边,这样会使夹具的同心度改变。

让槽状夹具的制作,应注意在切凹槽时进慢一些,夹具在进刀切凹槽时有可能变大所以切凹槽前夹具应紧一些。

新制的夹具边厚差,应控制在要求规格的中线。

新制的夹具毛边多,特别是定位面毛边多,应用铣刀进行修整,铣刀角度在250

八、 铣磨组作业顺序

1. 职责

   组长:负责制定本规范及督导实施。

   班长:督导与点检确保规范的有效实施。

   技术员区域担当:负责按点检督导作业员对规范切实执行,及自己对规范的严格遵守。

   作业员:切实按规范要求进行作业。

2. 内容

每一台机的托盘内,来料与已加工品严格区分放置,同一胶盘内不能同时存在两种状态的镜片。

加工第一个面时,已加工面一律向上放置,便于区分状态及检查品质。

不能将第一个面已加工品从夹具上下后直接加工第二个面。为了确保品质,第一个面已加工品用胶盘统一盛装,在经过该件的加工作业员检查确认,OK后才能流入第二个面加工区的作业员或技术员应对来料进行确认品质状况,OK后才能进行加工。(重点)

第一个面已加工品在积存较多状况下由作业员与技术员确认品质OK后,每盘附上备忘单,放于指定货架。

双面加工完品流出之前,作业员与技术员应对品质状况进行确认,确认OK后,技术员应签名,每盘附上备忘单。

作业员与技术员应相互协作确保品质。

3. 参考文件:作业标准书



特别提示:本信息由相关企业自行提供,真实性未证实,仅供参考。请谨慎采用,风险自负。


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