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关于磨杆您应该知道的那些事儿
2021-12-29 09:05:25


  任何做数控磨削的人都知道什么是磨杆,但很少有人真正了解磨杆对优化磨削加工过程的重要贡献。在追求精磨的过程中,磨削师傅通常将他们的注意力转向诸如进给、速度、砂轮形状以及材料、修整选项和适当冷却剂的选择等等。  

  磨杆似乎太平淡无奇,不值得考虑。这是一个错误,因为,像其他磨削工艺变量一样,磨杆扮演着重要的角色。为工作选择合适的磨杆会对你是否实现磨削工艺的目标产生巨大的影响。



磨杆的作用


  磨杆的作用是让砂轮进入到零件之中以接触到需要磨削的表面。它是一种高度定制和极小公差的工具,可视为主轴本身的延长。  

  对于主轴制造商来说,设计生产数千种不同的主轴,来满足每一种可能的零件几何形状显然是不经济的。相反,他们生产统一的标准的接口,客户可以根据自己的需求设计磨杆。优秀的磨杆设计具有很长的寿命,允许用户一次又一次地安装砂轮。 



磨杆材料的选择


  磨杆通常由三种材料制成,每种材料都有其优缺点:  

  硬质合金磨杆是精密内磨应用的理想选择,因为它们非常坚硬。在现有的材料中,硬质合金是最昂贵的,但由于其刚性,它可以在负载下产生最小的挠度,因此耐用性好,非常适合精密磨削应用。对于极小的零件公差,硬质合金是最佳的选择。然而,由于它的脆性,在处理硬质合金磨杆时必须小心,以防止断裂。  


  重金属磨杆非常适合需要吸收振动的应用场合。重金属的成本和刚度介于硬质合金和钢之间,而且它的阻尼特性使其在某些应用中特别受欢迎。重金属相对较软,因此在磨杆容易受到磨损的应用中可能不是理想的选择,例如要机械拆卸上胶的砂轮。而且,顾名思义,这种材料相当“重”,所以必须要注意对它进行适当的平衡。 

 

  淬火钢磨杆是最便宜和最快交付的选择,但在抗拉强度和刚度方面达不到其他两种方案。即便如此它们仍是一个可以接受的选择,特别是如果应用只是要求一个短粗磨杆形状,可以提供足够的刚度的情况下。 

材料

密度

(Ib/in3

硬度

HRC

弹性系数

( x 106  psi )

硬质合金

0.500

86-90

77

重金属

0.610

24-26

40

淬火钢

0.283

56-62

30


  新型材料磨杆:利用金属基复合材料(“MMCs”)的新材料正开始在该行业站稳脚跟。例如,由碳纤维/钢和固体陶瓷等复合材料制成的磨杆, 虽然通常更昂贵,但是这些材料的重量只是传统磨杆的一小部分,但是提供了更高的刚性。 



磨杆与砂轮的安装


有几种方法可以把砂轮安装在磨杆的工作端。这些选择受客户偏好和应用工艺需求的制约。



1

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20211229092601.jpg

用户自行粘接:  

用户可以选择一种类型的磨杆,将砂轮粘在上面。 这种方法以最低的成本提供了极好的刚度,因为制造磨杆所需的精度较低。 不过为这种类型的磨杆重新涂胶更换砂轮时需要去除旧砂轮以及残留的胶水,涂胶到一个新的砂轮上,然后等待胶水凝固。 使用这种方法的话,一般需要多买几支磨杆,这样可以根据需要提前安装砂轮。 


2

//

20211229092614.jpg

旋入式安装:  

旋进式砂轮安装允许快速更换砂轮,而不必从主轴上拆卸磨杆。精密的螺纹安装使砂轮的校准非常容易。这种方式常用于需要频繁更换砂轮的大批量应用工艺。由于需要内螺纹,磨杆更加复杂一些。  


3

//

20211229092627.jpg

夹头安装:  

对于需要使用许多不同尺寸砂轮进行磨削工作车间,可以采用精密夹头来夹持直杆砂轮头。这使得磨削时可以灵活地频繁更换砂轮的尺寸,而不必总是更换磨杆。硬质合金砂轮杆具有优良的刚性,可以给予广泛的砂轮选择。  


总结


砂轮和磨杆的选择应该被设计成相互协作的工作。  

有时候用户选择了超级磨料砂轮用于他们的磨削应用,但是它们的磨杆却设计得不够理想,因而破坏了磨料系统的整体性能。这就是为什么通常需要将最合适的砂轮规格、几何形状和磨杆配置作为整体超级磨料系统的一部分。这些元素被有机地结合起来,为用户的应用提供可能的最佳结果。



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