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電解磨削法在剃須刀網加工的分析和應用

作者:鄭艷梅發表日期:2016-04-23閱讀量:18130

    隨著時代和技術的發展,人類追求物質的需求也不斷地更新,伴隨著新技術、新材料、新工藝的開發和研究不斷深入。在剃須刀行業內,刀網的加工成為目前在行業內急需改進和研究的課題。

    剃須刀的刀網是一種薄壁淺凹槽的零件。

    凹槽內表面6和7為加工平整、光滑的內表面,1、2、3、4處的轉角不允許出現大于0.3mm的圓角和斜角,表面粗糙度、同心度要求高。

    目前主要的加工方法包括管子砂套磨、數控車床精加工和電火花加工等。雖然上述加工方法都能生產和加工,但存在不同程度的缺陷,影響了刀網的產量和質量,也不同程度提升了刀網成本。

    1、管子砂套磨是由砂紙卷成管狀(或用膠水金鋼砂混制而成),在磨削過程中,表面粗糙度受金剛砂顆粒粗細的影響,一般都采用多次磨削加工,加工效率低,由于管子砂套在旋轉過程中,砂管線速度不一樣,導致外磨損大,內磨損小,形成6、7內表面高低不相同,給后續加工增加難度。

    2、數控車床精加工,由于6、7槽寬度只有3—5mm,中間又有凸筋隔斷,這樣增加了切削的難度,表面粗糙度低,需要增加表面衍磨處理,成本高。

    3、電火花加工存在成本大、加工進度慢、設備投入大的問題,而且,電極損耗大,很難形成更大批量的生產。

    隨著電化學加工的不斷研究和成熟,將電化學加工和磨削結合成為一種新的加工工藝方法,稱為電解磨削。電解磨削是由電解作用和機械磨削相結合的加工過程,電解磨削時,加工件在直流電源的陽極上,導電的砂輪接在陰極上,兩者保持一定的接觸壓力,并將電解液引入加工區。當電源接通后,工件的金屬表面發生陽極溶解并形成了很薄的氧化膜,其硬度比工件低,容易被高速旋轉的砂磨刮除,隨即又形成新的氧化膜,又被磨削反復加工,因此,其具有加工速度快,成本低,表面粗糙度高等優點。

 為實現刀網的電解磨削,特設計下面加工裝備:

    1、刀網加工裝置和控制系統。

    刀網電解磨削加工裝置,磨頭安裝在主機上作為陰極,通過控制臺來調節電機的轉速和電解電流的大小,機床的上下移動通過氣動控制系統來實現,刀網放在工作臺上,作為陽極與控制臺連接為一個閉合的回路。在陰極和陽極接通后,刀網表面會有氣泡(氫氣)冒出,所以保持裝置的通風良好。

    2、刀網加工控制過程與糾正措施。

    為確保刀網在電解磨削時保持產品不發黑,表面粗糙度良好,轉角清晰,經過試驗和調試從以下4個方面來控制:

    (1)主機的旋轉速度一般設計在12000rpm—16000rpm,磨頭向下壓力0.4Mpa—0.5Mpa,電流在5A—20A之間調節;轉速過快,導致在對刀網磨削過程中,增加電解液的離心力,使刀網在磨削過程中,電解液不能充分充滿刀網,起不了電解作用,變成單純的機械磨削,嚴重時導致磨頭爆裂。轉速過慢,刀網內表面的粗糙度達不到要求,同時加工速度慢,效益低。主機壓力的控制沒有轉速那樣明顯,但對生產效率有一點影響。

    (2)電解液

    電解液是電解磨削過程中主要介質,其主要成分為NaNO3,NaH2PO4,KNO3其中主要成份NaNO3占60%以上。

    (3)磨頭

    磨頭是電解磨削起關鍵作用的一個部件,它既作為一個磨削的工具,又是電解過程中的陰極,既要承受磨削過程中所產生的離心力、強度和壓力,又要承受在電解過程中大電流的沖擊。為此,經過多次調試,磨頭一般采用金剛石與銅基粉混合通過燒結粘合而成,既顧及磨頭的切割性,又考慮到作為陰極的導電性。

    由于磨頭在電解磨削過程中高速旋轉,導致電解液在施加到刀網中時被磨頭旋轉所產生的離心力拋散,無法充滿磨頭與刀網之間的空隙,導致電解過程中的失效,成為純機械磨削加工,結果導致磨頭的嚴重磨損和刀網的發黑。為避免這一現象發生,按圖4的方式對磨頭進行加工,將磨頭中間開通孔,使通孔中心不在被磨削的面8上,這樣當磨頭高速放置時,電解液從中心灌入,由于離心力的作用,使電解液向外流動,流入磨頭與刀網之間,使磨頭與刀網之間充滿電解液,使電解過程持續有效地進行。


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