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机械加工

铝合金陀螺框架磨削技术研究

时间:2017-01-14 22:50:15   作者:未知   来源:网络文摘   阅读:75   评论:0
    铝合金的比重为2.7g/cm3,仅为钢的35%,具有性能稳定、塑性较好的特点,热处理淬火和时效处理后可强化内部组织,提高强度和耐磨性。用铝合金材料制成的精密陀螺框架结构零件,广泛应用于航天航空领域的产品中。传统的加工方法中,零件的定位基准面主要靠钳工修铲和研磨完成,效率较低且容易变形,很难保证尺寸要求。笔者通过加工实践,总结出铝合金陀螺框架零件的平面磨削工艺,有效解决了其加工难题。
  1. 磨削加工难点
  铝合金陀螺框架的磨削加工难点为:①铝合金材料在高温下组织易产生裂变。铝合金材料具有熔点低、激活能大的特点,温度升高后,塑性变大,在高温高压下,磨削时易产生粘刀现象,形成积屑瘤。②零件易变形。铝合金陀螺框架壁薄、刚性差,每一次磨削加工由于应力释放,造成工件变形,影响陀螺框架零件的尺寸精度及形位公差。③砂轮磨损失效。磨削铝合金材料时,除粘接扩散之外,铝合金材料与砂轮磨粒之间起化学反应,加速了砂轮的磨损过程。④铝合金材料由于硬度低,材料抵抗塑性变形或划痕的能力差,磨削加工时容易划伤和碰伤工件表面。⑤磨削时易变形。铝合金材料磨削时无法吸附,只能采取压紧的方式进行磨削,由于陀螺框架零件壁薄,在压紧力的作用下出现变形,当磨削加工完成,零件恢复弹性,造成零件尺寸超差报废。
  2. 磨削材料的选择
  磨削材料的选择如下:①磨料采用脆性大而锋利的黑碳化硅砂轮,减少磨削粘接,提高磨削效率。②使用具有较高强度的陶瓷结合剂,且耐油、耐酸、耐碱及耐腐蚀,从而提高砂轮的组织强度和耐用度,减少砂轮修整次数,提高加工尺寸的稳定性。③在满足要求的情况下使用粗号砂轮,减少磨削热,控制零件的变形,防止砂轮堵塞,提高磨削表面质量。④应选用较低的砂轮硬度,使砂轮保持良好的自锐性。一般选用H~J级硬度。⑤应采用较疏松的组织容纳磨屑,以便使磨削液进入磨削区,增强冷却效果,降低磨削区温度。可选用具有疏松组织的大气孔砂轮,具有较好的磨削效果。⑥采用良好的乳化型油品做磨削液,以防止磨削区温度过高引起零件烧伤。
  3. 加工实例
  铝合金陀螺框架如附图所示,铝合金2A12-T4零件的基准A和平行度0.005mm需要磨削加工来达到尺寸精度要求。
  陀螺框架零件材料为难磨削加工的铝合金材料,磨削温度、磨削力、砂轮及磨削速度对零件的精度及变形有很大的影响。以A面为定位面,压紧零件上端面,采用平面磨床,先磨削上平面留余量0.1mm,在以上平面定位将基准A面磨削到尺寸,再以磨削好的A面定位将上平面磨削到尺寸,保证平行度要求。磨削选择的砂轮、磨削参数及磨削液介绍如下。
铝合金陀螺框架磨削技术研究
铝合金陀螺框架图
  (1)砂轮参数的选择如表1所示。
铝合金陀螺框架磨削技术研究
  (2)磨削用量的选择如表2所示。
铝合金陀螺框架磨削技术研究
  (3)磨削液。在磨削铝合金时,磨削液具有冷却、润滑和冲洗作用,使用30%~50%的煤油和30%~70%的机油混合配置的油液作为冷却和润滑液,防止和减少砂轮堵塞造成的零件烧伤和划伤。
  (4)其他注意事项。①磨削过程中进给速度要均匀,特别是横向进给速度要均匀。②铝的磨削过程中砂轮很容易堵塞、钝化,所以加工表面很容易出现砂轮划痕和烧伤痕迹,故砂轮表面加工时需要润滑,可以适当增加外涂润滑液、油、膏。可以选择在砂轮上面涂柴油,但是较脏;还可以在砂轮上面涂蜡烛、工业蜡、润滑剂及润滑膏等,从而减少堵塞造成的烧伤、划伤等。③砂轮上面粘的铝屑,可以使用油石或者使用一种锋利的刀片刮一下。④砂轮必须及时修整,修整得粗糙些,但必须锋利,以防止堵塞。⑤砂轮边角可以使用砂轮刀倒下角,以利铝屑的及时
排出。
  4. 结语
  该平面磨削工艺采用正确的砂轮参数、磨削液、磨削用量及低应力磨削方法,合理选择砂轮磨料、粒度、硬度及结合剂等参数,调整磨削力、磨削参数,提高了零件的表面磨削质量。通过多批次加工,使零件合格率由原来的80%提高到98%左右。
   参考文献:
  [1] 上海市金属切削技术协会. 金属切削手册[M]. 上海:上海科学技术出版社,2000.

标签:铝合金 陀螺框架 磨削技术 

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