精磨硬质合金球加工质量和效率的研究

提高硬质合金球 的研磨 效率需采用封 闭式研磨方式 。 复合磨料 和复合 研磨液能有 效提 高 了研磨介质和 磨料对硬质合金球 的附着能力和研磨 效 率 。 磨盘转速 、 力越高 ， 研 压 加工效率越高， 同时加工精度可能下降。 加 但 粗 工到精加工， 磨盘转速 、 研 压力 由高到低选择。 硬质合金球的最终加工精度 决定于磨球工序的圆度控制和初研 、 精研工序的表面粗糙度精度 。■
般情况下 ， 研磨盘转速 、 压力越高 ， 工效率越高 ， 同时加 工精 度可能下 加 但 降； 对于小球， 槽角选择 ６ 。， Ｏ 对于大球槽 角选择 ９ 。、 Ｏ 偏沟。
加工硬质合 金球的技术关键 和难点是： 、 高研 磨介质及磨料对硬 一 提 质合金球表 面的附着 能力： 、 高硬 质合金球 的 自 二 提 转性 能； 批量加 工 三、
数。
研磨介质包 括磨料和研磨液 ， 磨料对硬质合金球表面进行 切削 ， 研磨 液使磨料均匀 良好的附着在硬质合金球表面， 保证磨料切削 的均匀性和有 效性 。 由于硬质合金球硬度高、 表面能低 而普通研磨液对其附着 性差 ， 必须
选择硬度高的磨料和附着性 强的研磨液。试验的磨料有： 金刚石、 碳化硼、 碳化硅、 刚玉 、 氧化铬等 ， 磨液有： 研 机油 、 油、 煤 油酸、 悬浮液等 ， 于不 同 对
厂
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３ ｒ ｍ ｎ 控制圆度 在 １ ０／ｉ ， ｍ内， ｕ 留余量 ０ ０～ ．８ ｍ ． ５ ００ ｍ 。
精研在 ３Ｌ ７０ Ｍ ４ ８ Ｂ立式钢球研球机 上加工，采用 １０ ２ ０ ７／ ０ ＃绿碳化硅 、 １ ０ Ｂ ＣＡ 。 、ｒ０、ｅ０ 和 １ ０ ７ ＃ ４ 、 １０ Ｃ ２３Ｆ ２３ ７＃金刚石微粉做磨料按 比例配加到研磨液
科 学 理 论
精磨硬质合金球加工质量和效率的研究
刘
【 摘
炜
湖南株洲 ４ ２ ０ ） １０ ０
（ 湖南铁路科 技职业技术学院
工质量 和加工效 率的主要因素 。
要】 研 究了影 响精磨硬质合 金球 的加工质 量和 效率的主要因素， 试验证明合适的磨球方式、 研磨介质和合理的加工参数是影响硬质合金球加 研磨介质 加工参数
（） １～ ８ １， ６ ｌ
［］ ｅ ｎ ｒ ｉ ｏ ， 氮化硅轴承球加工》 国外轴承技术， ９３ ２ ，３ ３ ２ Ｗ ｒ ｅ Ｓｍ ｎ 《 ， １９ （ ３ ７ ）
起 到至关重要的作用。 针对实际设计， 更需要充分考虑各种 因素的影响， 合 理布置主要部件 ， 提高探测效率和探测精度 。● 参 考 文 献 ［］ １金洁， 陈嘉敏 ， 沈天明 康 普顿背散射安检技术简介 《 品与质量 ： 商 学术 观黝 ２ １ 年 第 １ 期 ｉ７ ００ ２ １ 页 ［］ ａ ｒ ｋ ｗ Ｉ ａ ｄ Ｒ ｇｒ ， ． ． ．（０ １ “ ｈ Ｅ Ｓ ｒ ｃ ｄ ｓ ｓ ２ Ｋ ｗ ａ ｏ ， ． ｎ ｏｅ ｓＤ Ｗ ０ ２ ０ ） Ｔ ｅ Ｇ ｎ ｃ ｏ ｅ ｙ —
工艺参数 的优化确定。
高精 密球 体研 磨方 式有 四轴球 体研磨、 Ｖ形槽 研磨、 锥形研磨 、 自旋 回
转控制研磨、 自转研磨盘研 磨、 双 磁悬浮研磨等方式。本试验是在传 统的 Ｖ
形槽研磨方式上加以变化， 取封 闭式研磨 以适合 中批量精磨硬质合金球 采
的加 工 。
硬 质合 金精 磨球 的加 工 工艺 流程 ：磨球 ——初 研——精研 ——抛 光——洗球— —检测——包装 。
０ ５ ． ｌ ｍ。 ０ ０ Ｏ ｍ
试验证明， 该工艺加 工的精磨硬质合金球 圆度 可控制 在 １ ｉ以内， ｎ ｕ 表 面粗糙度达 ＲＯ ０ ， ａ ．８ 光洁度达镜面 。
４ 结论 、
工在两块铸铁研 磨板之 间进行 ， 下转动板上加工有 Ｖ型沟 槽， 沟槽角度 为 ９ 。或 ６ 。； Ｏ Ｏ 上板为 同样材质 的平板 ： 当下板转动 时， 带动沟槽 内的硬质 合金球在摩擦力和旋转力矩作用下作 自 转和 公转运动 ， 硬质合金球 与研 磨
参
考
文 献
和加工精度 。增大 自旋角可有效地提 高旋转滑动和 自 ， 转 通过 改变沟槽 角 度、 形状和研磨板的转速可调整 自 旋角 的大 小。采用将沟槽加 工成偏沟 方
法增加 自旋角解决硬质合金球 自转性差 的问题 ， 有效提 高了硬质合 金球 可
［］ 兰芳， １聂 赵学 军． 钢 球加工成 圆条件及其 影响 因素探讨》 轴承 ，０ １ 《 ． ２ ０
板沟槽接触为三 点或三线接触 ， 与上板 的接触带动球作 以平行于研磨板 为 轴线 的 自转运 动； 由于沟槽 内外 两槽面线速度和接触 压力差异， 与沟槽接 触 的两点 （ 带动球作 以垂直于研磨板 为轴线 的 自转运动 ； 线） 自旋 角的大小 与沟槽 的角度 、 形状和研磨板转速 有关 ， 直接影 响硬质合金球的研磨 效率
【 关键词】 硬质合金球
中图分类 号：Ｂ ５ Ｔ５２
湖 南省高校科研项 目（９ １ ３ ） ０ ０ ２ ４ ｌ前言 、 的研磨效率和精度。
硬质合金精磨球具有高强度、 高耐磨 、 高精度 、 耐高温 、 耐腐蚀 等特点，
在石油行 业阀球密封等方面得到广泛应用 。由于硬质合金球材料硬度高达
磨球在 ３Ｌ ６ ０立式钢球磨球机上加工 ， Ｍ４８ 使用 ｉ０ ０ ＃金刚石树脂砂轮 ， 压板采用不开 口平板 ， 砂轮带 圆弧槽， 硬质合金球做全封 闭行星运动 ， 压力 Ｏ ４Ｎ 砂轮转速 ４ Ｋ， ６转 ／分 ， 留余量 ０ ２ ～． ５ｍ， ．０ ０ ２ ｎｉ控制 圆度在 ｌ ２ ｎ 。 初研在 ３ Ｌ ７ ０立 式钢球 研球机 上加工 ，采用 １０ １０ Ｍ４８ ０ ／ ４ ＃绿碳 化硅 、
２硬质合金球研磨机 理 、
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８ ＃ ４ 、 ｌ ｒ 。 ｅ 。 ８＃ 刚石微粉做磨料按 比例配加到研磨液水 ０ Ｂ ＣＡ ａ 、 ２ 、 。 和 ０ 金 ＯＣ０Ｆ０
箱 中 ，上 研磨 板 不开 口，下研 磨板 带 ９ 。Ｖ形槽 ，压 力 ５ ８ Ｎ ０ ～ Ｋ ，转速
ｔ ｍ： ｏ ｔ Ｃ ｒ ｏ ｓ ｍｕ ａ ｉ ｎ ｏ ｅ ｅ ｔ ｏ ａ ｄ ｐ ｏｔ ｎ ｔ ａ ｅ Ｍｎｅ ａ ｌ ｉ ｌ ｔ ｏ ｆ ｌ ｃ ｒｎ ｎ ｈ ｏ ｒ ｎｓ
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３ 工艺试验 、
３１ ． 研磨介质的影响
Ｈ Ａ ７以上 ， Ｒ８ 是钢球洛式硬度的两倍以上， 是难加工材料 。 硬质 合金球加工存在如 下主要 问题 ： 硬质合金球 表面能低 ， 研磨 介质 和 磨料 附着性差 ， 响硬质合金球加工效率 、 面粗 糙度和 加工精 度； 影 表 硬质 合金球在研磨板沟道中 自转性差， 响硬质合金球 的加 工精度特 别是球 形 影 误差 ； 因现有加工设备是基 于钢球加工设计制造 的， 需对其进行改造 ， 设计 成封 闭式研磨 结构， 选择合理 的磨料和研磨板 ， 试验优 化批量加工工 艺参
的加工工序应选择 不同的磨料和研磨液。 通过试验研究证 明复合磨料和复 合研磨液， 有效提高了研磨介质和磨料对硬质合金球 的附着能力和研磨效 率， 复合磨料主要 由 Ｓ Ｃ Ｂ Ｃ Ａ ３ ４ Ｃ ２ ３Ｆ ２ ３ ｉ 、４ 、１ ０ 、ｒ ０ 、ｅ ０ 和金刚石微粉等组成。 ３ ２研磨工艺参数对硬质合金球加工精度和研磨效率的影响 ． 硬质合金球研磨 工艺参数主要包括研磨盘转速 、 压力 、 沟槽形状等。 一
ｄ ， ｔ ａ ａ ａＯｔｗ）
［］ ３ 王振涛 ， 立 强 ， 志 芳 ， 立 业 阵列 康 普 顿 背 散 射 成 像系统 王 吴 周 设计 的蒙特卡罗仿真研究 ，核 电子学与探测技￣＞ ０ ６ 《 ＞ ０ 年 第 ２ 卷 第 ２ ６ ８ １页 ３
１ 镧一 ８ ９
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图１ ：硬 质 合 金球 研 磨 示 意 图
本试验采用的硬质合金球研 磨加 工方 式如图 １ 示， 所 硬质 合金球 的加
水箱 中，上研磨 板不开 口，下研磨板 带 ９ 。Ｖ形槽 ，压 力 ３ ６Ｎ Ｏ ￣ Ｋ ，转速 ２ ｒ ｍ ｎ 控制 圆度 在 １ ０／ｉ ， ｍ内， ｕ 表面粗 糙度 Ｒ Ｏ ０ ， 磨 至公称 直径 ＋ ． ａ．８研 ０