球面磨削方式和球面磨削机床探讨.pdf
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1、球面磨削方式和球面磨削机床探讨 随着社会的发展,石油、化工、钢铁、煤粉和天然气输送、核电站等行业对 高精度、硬球面、硬密封球阀的需求越来越大,对球阀行业和球阀维修行业提出 了越来越高的要求。这类球阀其球面为硬质合金喷焊或者超声波合金焊接 随着社会的发展,石油、化工、钢铁、煤粉和天然气输送、核电站等行业对 高精度、硬球面、硬密封球阀的需求越来越大,对球阀行业和球阀维修行业提出 了越来越高的要求。 这类球阀其球面为硬质合金喷焊或者超声波合金焊接,其硬 度达到 63HRC 左右,密封座面也为硬接触,不再是橡胶接触软密封,其密封压 力要求 40MPa,软密封是远远达不到的。这类球阀的球面必须磨削加工,
2、其圆 度要求非常高, 加之表面硬度极高, 采用传统的车削加研磨的加工方式,已经不 能达到阀门的要求。 目前国内该行业几个大的球阀厂球面磨削这道工序大多是用 进口机床在加工球阀球面。 1 砂盘磨削方式 范成法磨削球面 图 1a为一台进口机床,图1b 为其磨削原理。 这种磨削方式的磨削原理为范成原理。磨头为碗状砂盘, 多只砂条镶嵌在砂 盘上;碗状砂盘扣盖在待磨削的球面上, 每块砂条都接触待磨削的表面; 磨削时, 砂盘绕磨头主轴轴心线高速转动,球体绕其工件心轴的轴心线低速转动,随着磨 头即砂盘的工进,最后范成磨削出整个球面。这种磨削方式砂盘的口径必须 待 磨削的球面宽度, 否则球面不能完全磨出。 目
3、前国内多家厂家也按照这个原理研 制出来了此种形式的球面磨床。 图 1 进口机床及其原理图 其优点为参与磨削的砂条多, 生产率高。 其缺陷是球的规格若有变化,砂盘 就需要变化, 所以一台机床需要配备较多的砂盘,砂盘制造费用较高, 故只适合 大批量生产球形零件的场合,小批量生产时很不经济而很少使用。 2 砂轮磨削方式 展成法磨削球面 目前国内有的厂家使用的是另一种简便的磨球方法。其磨削原理见图2。 图 2 展成法磨削球面原理 这种磨削方式的磨削原理为展成原理。其与球面车床车削球面的原理一样, 磨具为平型砂轮, 砂轮的外圆面与工件待磨削的表面接触;磨削时,砂轮绕其磨 头主轴轴心线高速旋转, 工件绕其
4、心轴轴心线单方向低速转动,同时绕其另一垂 直的球心线来回往复的低速转动,当转动到球面的一侧时,受其控制机构控制, 又转回到另一侧, 周而复始地来回水平转动并伴随着磨头即砂轮的工进,展成磨 削出球面。 其优点:磨削不同规格的球体, 不用更换砂轮, 一个规格的砂轮可以磨削任 何规格尺寸的工件,磨具的投资省。其缺陷:参与磨削的砂轮与工件为线接触, 且只有一条线,所以磨削效率很低,不适合于球体的批量化、规模化生产,仅仅 适合于球阀的修配行业。 3 一种新型的球面磨削方式 组合法磨削 其磨削原理见图 3。 图 3 组合法磨削原理 这种方法为前面两种方法的有机组合,结合了两者的优点, 摒弃了两者的缺 陷,
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