硬質合金球V型槽研磨工藝研究

在影響硬質合金球研磨精度及效率的眾多因素中，如研磨盤材料、研磨槽、研磨液、研磨方式和其他一些研磨參數以及環境等方面，其中研磨盤的研磨槽形式是對硬質合金球的精度及效率中影響最大的因素。首先，V型槽的研磨盤結合硬質合金球脆性大，不耐磕碰的特點而設計出來，其夾角可根據球體的直徑大小來做出調整，常見的夾角一般為45°、60°、90°、120°。將球坯放置於兩盤之間的同心圓溝槽中，使之處於三點接觸的狀態，在壓力作用下，受轉動的研磨盤摩擦力以及研磨液的黏滯力作用沿盤溝運動。轉動圓盤、硬質合金球和固定盤以及研磨劑之間相互作用，使球體與盤溝表面形成高副（兩構件通過點接觸或線接觸而構成的運動副統稱為高副）。最終，工件不斷受到擠壓、摩擦等作用，消除球坯表面的加工餘量，逐漸磨圓成球。

如上圖所示，該硬質合金球V形槽研磨工藝的設計有以下幾點優勢：1.上下連軸採用尼龍等高分子材料能夠充分吸收阻尼傳動振動，從而避免對研磨過程的影響；2.在週邊還設有隔離環，從而確保球體不相互碰撞，使得整體的運動更加有序；3.由於加壓時只有下磨盤運動，上磨盤不發生相對運動，屬於靜態加壓，更為平穩，也更有利於壓力的調節；4.研磨區域相對封閉便於研磨液的充分混合，球體在自轉過程中自始至終被研磨料充分包絡，極大地提升了整體的研磨效率；5.轉速可調，研磨料能夠實現自主迴圈或導出且研磨盤結構簡單易於更換，可根據不同規格球體進行製作，這大大縮短了研磨時間以及提高了硬質合金球的加工精度。

此外，硬質合金球與研磨盤就有加高的彈性模量且剛性較好，可以理想地認為二者之間為剛體接觸，不發生變形。而硬質合金球有隔離環相互隔開，之間也不發生接觸，球體間的相互作用也可忽略不計。為了方便物理運動分析，將球沿接觸面方向做純滾動運動，也就是認為球與研磨盤在接觸處的線速度相等。根據數學模型建立出A、B、C三個接觸點的方程式可計算出自旋角θ，而自旋角θ的值取決於球坯和研磨盤導向槽的直徑，與研磨盤轉速無關，一般情況下只在0°附近進行取值，在加工過程中基本不發生變化。但是在加工過程中工件與研磨盤的滑動會改變θ值，這種變化屬於無序且不可控因素。

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