研磨是超精密加工中一種重要加工方法,其優(yōu)點(diǎn)是加工精度高,加工材料范圍廣。但傳統(tǒng)研磨存在加工效率低、加工成本高、加工精度和加工質(zhì)量不穩(wěn)定等缺點(diǎn),這使得傳統(tǒng)研磨應(yīng)用受到了一定限制。本項(xiàng)目解決了傳統(tǒng)研磨存在的絕大部分缺點(diǎn),提高了研磨技術(shù)水平,在保證研磨加工精度和加工質(zhì)量(達(dá)到了納米級(jí))的同時(shí),還顯著降低加工成本,提高加工效率,使研磨技術(shù)進(jìn)一步實(shí)用化,有利于研磨技術(shù)的推廣應(yīng)用,促進(jìn)了中國精密加工技術(shù)、*制造技術(shù)的進(jìn)步,增強(qiáng)中國在加工制造領(lǐng)域的競爭實(shí)力,特別是對(duì)振興東北老工基地具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。
*加工制造業(yè)和光電子產(chǎn)業(yè)都是中國的特色產(chǎn)業(yè)和優(yōu)勢(shì)產(chǎn)業(yè),也是中國重點(diǎn)發(fā)展產(chǎn)業(yè),研磨加工技術(shù)對(duì)這兩個(gè)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展都具有重要作用。本項(xiàng)目開發(fā)的納米級(jí)高效研磨加工技術(shù)在加工效率、加工成本、加工質(zhì)量和加工精度上具有明顯的優(yōu)勢(shì),具有很好的應(yīng)用前景。
項(xiàng)目組研制出的采用本項(xiàng)新技術(shù)的研磨機(jī),即新型高速研磨機(jī)。由于性能*,有關(guān)的研磨機(jī)樣機(jī)已在國內(nèi)十幾家單位得到了應(yīng)用,而且還兩次出口到澳大利亞,受到了國內(nèi)外用戶的普遍好評(píng)。本項(xiàng)技術(shù)*于用于個(gè)別件的加工中,應(yīng)用得還不夠普遍,還應(yīng)進(jìn)一步完善加工工藝,優(yōu)化研磨工藝參數(shù),擴(kuò)大研磨加工范圍;還要完善研磨機(jī),提高研磨機(jī)性能,改進(jìn)研磨機(jī)造型,使其達(dá)到實(shí)用化、商品化的程度,以便更廣泛地推廣應(yīng)用。
研磨機(jī)市場需求量很大,達(dá)數(shù)萬臺(tái),年需求量達(dá)數(shù)千臺(tái),每臺(tái)平均成本為4萬元,每臺(tái)平均售價(jià)為8萬元,平均每臺(tái)毛利潤為4萬元,毛利潤率為50%%。按年銷售1000臺(tái)計(jì),年產(chǎn)值為8000萬元,年毛利潤為4000萬元。由此可見本項(xiàng)目研制的研磨機(jī)具有很好的市場前景。為更好地推廣應(yīng)用新型研磨機(jī),要對(duì)其進(jìn)行適當(dāng)?shù)闹性?,要與企業(yè)結(jié)合,建立相應(yīng)的生產(chǎn)基地,進(jìn)行批量生產(chǎn)。同時(shí)還要利用企業(yè)的銷售渠道和銷售手段,加大宣傳力度,擴(kuò)大新型研磨的銷售量。
研磨機(jī)采用無級(jí)調(diào)速系統(tǒng)控制,可輕易調(diào)整出適合研磨各種部件的研磨速度。采用電—氣比例閥閉環(huán)反饋壓力控制,可獨(dú)立調(diào)控壓力裝置。上盤設(shè)置緩降功能,有效的防止薄脆工件的破碎。通過一個(gè)時(shí)間繼電器和一個(gè)研磨計(jì)數(shù)器,可按加工要求準(zhǔn)確設(shè)置和控制研磨時(shí)間和研磨圈數(shù)。工作時(shí)可調(diào)整壓力模式,達(dá)到研磨設(shè)定的時(shí)間或圈速時(shí)就會(huì)自動(dòng)停機(jī)報(bào)警提示,實(shí)現(xiàn)半自動(dòng)化操作。
研磨機(jī)變速控制方法,研磨加工有三個(gè)階段,即開始階段、正式階段和結(jié)束階段,開始階段磨具升速旋轉(zhuǎn),正式階段磨具恒速旋轉(zhuǎn),結(jié)束階段磨具降速旋轉(zhuǎn),其特征在于,在研磨加工開始階段,人為控制磨具轉(zhuǎn)速的加速度從零由慢到快地增大,當(dāng)磨具轉(zhuǎn)速升到正式研磨速度的一半時(shí),加速度的變化出現(xiàn)一個(gè)拐點(diǎn),控制磨具轉(zhuǎn)速的加速度由zui大值由快到慢地減小,直到磨具轉(zhuǎn)速達(dá)到正式的研磨速度,磨具轉(zhuǎn)速的加速度降為零。
利用固著磨料研磨的這一特點(diǎn),根據(jù)工件磨具間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)軌跡密度分布,合理地設(shè)計(jì)磨具上磨料密度分布,以使磨具在研磨過程中所出現(xiàn)的磨損不影響磨具面型精度,從而顯著提高工件的面型精度,并且避免修整磨具的麻煩。在平面固著磨料研磨中,磨具的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)是主運(yùn)動(dòng),工件的運(yùn)動(dòng)是輔助運(yùn)動(dòng)。在大部分情況下,工件是浮動(dòng)壓在磨具上,其運(yùn)動(dòng)規(guī)律是未知的。因此,要對(duì)工件受力進(jìn)行分析,才能求出其受力狀態(tài)及運(yùn)動(dòng)規(guī)律。取工件為整個(gè)研磨系統(tǒng)的分離體,建立工件受力平衡微分方程,求解該方程就能得到工件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。
研磨機(jī)主機(jī)采用調(diào)速電機(jī)驅(qū)動(dòng),配置大功率減速系統(tǒng),軟啟動(dòng)、軟停止,運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)。通過上、下研磨盤、太陽輪、游星輪在加工時(shí)形成四個(gè)方向、速度相互協(xié)調(diào)的研磨運(yùn)動(dòng),達(dá)到上下表面同時(shí)研磨的高效運(yùn)作。下研磨盤可升降,方便工件裝卸。氣動(dòng)太陽輪變向裝置,精確控制工件兩面研磨精度和速度。隨機(jī)配有修正輪,用于修正上下研磨盤的平行誤差。
研磨籃式研磨機(jī)繼承了籃式研磨機(jī)分散研磨兩道工序在一臺(tái)機(jī)器、一道工序上實(shí)現(xiàn)的特點(diǎn),同時(shí)還可以作為分散機(jī)單獨(dú)使用(當(dāng)分散盤在工作位置,研磨籃未下降時(shí))。對(duì)于需要研磨的物料,又可以實(shí)現(xiàn)先分散后研磨的功能(當(dāng)研磨籃下降到工作位時(shí),可對(duì)物料進(jìn)行高效率的精研磨)。