ANCA Pty. Ltd.公司R&D磨削中心最近在TX7+機床上完成了一項長槽鉆的磨削試驗。該鉆頭材質為整體硬質合金。鉆頭直徑為14毫米,溝槽長度為450毫米,棒料的總長度為495毫米。
鑒于TX7+機床結構的限制,過去在該機床上曾經磨削過最長溝槽長度為330毫米左右的鉆頭。借助于P軸(數控浮動支撐)的特殊應用,我們現在可以在一次上料的情況下自動進行兩次(或多次)的分段裝夾因而可以加工更加長的鉆頭溝槽。
該方法的原理是:假如機床沿軸向長度的行程(X軸)不能滿足所需溝槽長度的加工,我們可以將溝槽的長度一分為二(或一分為幾)進行分段的磨削。

表1 機床的配置

 
機床
 
ANCA磨削中心 TX7+
冷卻系統
標準冷卻系統
冷卻液
工件支撐
油劑
帶有Arobotech 支撐單元的P
夾具系統
帶短平面夾頭的Shaublin W20夾具系統
 
 

機床加工的順序為:
1)先磨削靠近鉆頭端面部分的一段溝槽。然后完成外圓鏟背以及鉆尖部分幾何形狀的磨削。
2)在前段溝槽,外圓鏟背及鉆尖形狀磨削結束后,P軸移動至設定的位置,命令Arobotech裝置的夾緊片閉合以抓住刀桿。然后命令夾頭松開。
3)等夾頭松開后進行P軸的移動因而刀桿可以被向夾頭外拉出至設定好的位置。
4)夾頭在P軸的位移完成后再次自動夾緊以備進行下一個操作。
5)在上一次開槽的槽面進行分度位置(A軸)探測以用于下一次溝槽磨削的定位。
6)指令開槽的砂輪在設定好的X軸位置由刀桿上部向下切入至軟件設定好的溝槽深度位置以進行下一段溝槽的磨削。下一段溝槽磨削的起始位置應該包含在前一次開槽所形成的溝槽內,因而兩次開槽磨削所形成的溝槽可以平滑地連接起來。
7)如果需要而且機床空間允許,重復以上第2至第6步可以繼續磨削下一段溝槽。
以上工序都是通過軟件的控制自動完成的,其中第2至第4步需要通過特定的程序來實現。

砂輪組
使用兩組砂輪來磨削該長槽鉆頭。
第一組砂輪包含有兩片金剛石砂輪(見圖2)。一片11V9碗形砂輪被用于鉆尖的磨削。另一片1A1砂輪被用于外圓鏟背磨削。
第二組砂輪也包含有兩片金剛石砂輪(見圖3)。一片成形砂輪被用于溝槽的磨削。另一片1V1砂輪被用于鉆尖橫刃的齒隙磨削。
機床的改進
要在TX7+機床上完成450毫米的溝槽磨削,我們必須使用一個位置偏移的測頭(如圖4所示)以進行刀具端面的定位探測。圖4所示的刀桿的軸向位置是第一次開槽磨削時X方向的定位位置。■

 

磨削數據

操作
進給
(毫米/鐘)
磨削次
輪轉速 (米/秒)
探測端面
 
150
 
 
探測冷卻液孔
 
37.5
 
 
整體開槽
成形
50
2
18
溝槽拋光
成形
100
1
18
探測 A-軸定位
 
80
 
 
鉆尖橫刃磨削
1V1
15
1
18
鉆尖平面后角磨削
11V9
200
5
16
圓鏟背
1A1
150
2
18
P-軸外拉
 
2,000
 
 
第二次探測 A-軸定位
 
80
 
 
第二次溝槽拋光
成形
50
2
18

 

輪數據
 

操作
品牌
形狀
尺寸(毫米)
結劑
粒度(微米)
整體開槽
客戶自制
成形
Ø144 x 12
樹脂
D46
溝槽拋光
客戶自制
成形
Ø144 x 12
樹脂
D46
鉆尖橫刃磨削
客戶自制
1V1
Ø142 x 10
樹脂
D64
鉆尖平面后角磨削
Winter
11V9
Ø100 x 40
樹脂
D64
圓鏟背
Winter
1A1
Ø150 x 16.5
樹脂
D71
第二次溝槽拋光
客戶自制
成形
Ø144 x 12
樹脂
D46

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