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优化凸轮轴磨削(2)

原作者:[标签:作者] 添加时间:2007-07-03 原文发表:2007-07-03 人气:2

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　　Cr值——这种通过经验得出的数值代表了砂轮的材料去除能力，与凸轮轴材料及砂轮材料和结合剂(立方氮化硼即CBN材质，采用陶瓷结合剂的砂轮是当前用于磨削凸轮轴最常用的砂轮)的类型有关。这些Cr值从机床力及功率测量值中推导出来。“C”分量表示磨粒密度(磨料与结合剂之比)，“r”表示砂轮表面拓扑结构(刮痕宽度对刮痕深度)。
　　热分配常数——这是进入零件的热能与冷却液带走的热量之间的百分比。热分配常数对油和水基冷却液分别是不同的。
　　进给增量——这是砂轮每刀切入凸角的深度(通常在砂轮/凸角接触区最小的端部位置最小)，并且对粗加工和精加工分别不同。砂轮不是以螺旋方式逐渐进给到增量深度，而是直接进给到该增量值并且在整个凸角周围将保持这个深度。该进给增量一般对粗加工循环要大于精加工循环，并且它直接与材料去除率相关。
温度信息
　　一般地，要绘制整个磨削循环以用于分析，包括粗加工和精加工(软件可以制作凸轮轴最多转20圈的模型)。由基准数据表明加工过程应该保持在什么样的温度水准和穿透深度，具体情况依据凸轮轴材料而定。在评价了热量和穿透深度后，可以对参数进行调节并确定精磨循环以确保去掉以前的任何热损伤层。
　　对于带凹入轮廓的凸轮轴，将对两个磨削循环制作模型。一个模型将针对采用大直径砂轮对整个凸角形状的粗加工，另一个针对用小直径(一般为凹入直径的80%)砂轮对凹入轮廓进行精加工和磨削。为了在一台磨床上既完成粗加工又完成精加工过程，需要一台带有使用小砂轮的副主轴的机床。
不同工程专业之间的桥梁
　　凸轮轴磨削的热模型制作可以帮助设计和制造工程师联手形成优化的凸轮轴设计和制造过程。制造工程师的主要关注点是生产率、生产量和质量——即如何尽快加工出合格的零件。凸轮轴设计工程师必须根据凸轮轴负载情况而决定材料类型和凸角轮廓。冶金专业人士也可能参与这个过程，他主要关心剩余应力以及在磨削过程中产生的热量。借助热模型制作，制造工程师可以对新的凸轮轴设计制作模型，并向设计者和冶金专业人士报告该模型所预测的在磨削过程中将发生的现象，以及根据材料和设计这一点是否可以接受等。
　　这种热模型制作技术还可以用于帮助识别过程变量没有改变却开始出现磨削烧伤或裂纹的问题。一个实例是有一个制造厂家意外地接到一批硬度值超出预计的凸轮轴。在似乎莫名其妙地发生问题时，在声称已经淬硬至60 Rc的凸轮轴凸角上进行热模型制作。制作出来的模型表明不应该发生处理问题，因此接着进行了材料硬度试验。这些试验揭示出新的一批凸轮轴实际硬度为65 Rc。一旦测定这一点，又生成了第二个热模型，并得出了针对一批硬度更高的凸轮轴新的加工速度。
　　曲轴曲拐磨削是应用热模型制作技术的另一个过程。热模型制作还在同心直径的无心磨削方面接受试验。与凸轮轴磨削一样，这种模型制作能力不会完全消除测试磨削过程，但它确实提供了大大降低试验磨削次数并以更科学的方式开发优化的凸角磨削过程的机会。

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