磨削技術(shù)
影響磨床砂輪堵塞的因素分析 |
| 發(fā)布時(shí)間：2020/8/28 |
| 影響磨床砂輪堵塞的因素分析 影響磨床砂輪堵塞的因素主要有以下幾種。 (1)磨料種類 不同的磨床砂輪其堵塞程度差別很大，從減少堵塞程度、改善磨削效果來(lái)看，不同的工件材料，應(yīng)該選用不同的磨料種類。如果所選用的磨料不能適應(yīng)工件材料的磨削性能，就易產(chǎn)生急劇堵塞，使加工無(wú)法正常進(jìn)行。 (2)磨料粒度 磨料粒度對(duì)砂輪堵塞有一定影響。一般來(lái)說(shuō)細(xì)粒度比粗粒度容易產(chǎn)生堵塞現(xiàn)象。用 WA46ZRI的砂輪與WA60K1的砂輪比較，在同樣條件下，后者堵塞量大。但是用 WA20M和WA60M的磨床砂輪比較，到一定的切人次數(shù)(125次)后，后者的堵塞量反而減少。因?yàn)榧?xì)粒度砂輪的孔隙容積和磨屑截面積都小，細(xì)粒度磨床砂輪的切刃數(shù)增加，切屑也多，再加上磨削溫度升高等原因，因此在切人次數(shù)較小的范圍內(nèi)，細(xì)粒度砂輪在孔隙內(nèi)，磨粒和結(jié)合荊上的切屑以及切屑熔結(jié)物的數(shù)量就大。隨著切人次數(shù)增多，粗粒度磨床砂輪與細(xì)粒度砂輪相比，切入深度要大，磨粒切刃磨損量就大，且磨削溫度上升，在孔隙里的切屑熔結(jié)物就增多。到一定次數(shù)后，粗粒度平面磨床砂輪的堵塞量反而要超過(guò)細(xì)粒度砂輪的堵塞量。 (3)磨床砂輪的硬度 磨床砂輪的硬度對(duì)堵塞量影響較大，一般來(lái)說(shuō)，砂輪越硬，堵塞量越大。一般情況下，砂輪硬度選用G～H，在一些難加工材料中，也常采用D～Q的硬度。 (4)磨床砂輪組織 砂輪組織越密，工作的磨粒數(shù)越多，切削刃間距離變短，越容易堵塞。含有45％磨粒的砂輪比含49.2％磨粒的砂輪平均堵塞量要少一半；含有53％磨粒的砂輪比含49.2％磨粒的砂輪平均堵塞量要高兩倍。在磨削易產(chǎn)生堵塞的難加工材料時(shí)，一般選用7～8級(jí)組織，大氣孔砂輪磨削效果較好。 (5)磨床砂輪線速度 砂輪線速度的影響比較復(fù)雜，當(dāng)磨床砂輪線速度從28.8m/s提高到33.6m/s時(shí)，提高了16％，而堵塞量增加了3倍。因?yàn)樯拜喚€速度的增加使磨粒的最大切深減小，切屑截面積減小，同時(shí)切削次數(shù)和磨削熱增加，這兩個(gè)因素均使堵塞量增加，但是當(dāng)砂輪線速度高達(dá)一定程度時(shí)(如達(dá)50m/s以上)，砂輪的堵塞量反而大大下降。 生產(chǎn)實(shí)踐表明：在磨削不銹鋼、高溫合金時(shí)速度為55m/s的砂輪比30m/s砂輪的堵塞量減少30％～100％。因此，在磨削難磨材料時(shí)，要么采用低于20m/s的速度，要么采用高于50m/s的速度，選在其之間的磨削速度對(duì)砂輪的堵塞是很不利的。當(dāng)然，對(duì)于各種工件材料來(lái)說(shuō)，各有一定的堵塞量最小的臨界砂輪速度值。 (6)徑向切入量 徑向切入量對(duì)磨床砂輪堵塞的影響呈駝峰趨勢(shì)，當(dāng)徑向切人量較小時(shí)，產(chǎn)生堵塞現(xiàn)象，隨著切人量的增加，平均堵塞量也增加。當(dāng)切人量增大到一定程度時(shí)，堵塞量又呈減少趨勢(shì)，之后隨著切人量的繼續(xù)增加，堵塞量又急劇上升。 在磨削難磨材料時(shí)，控制和掌握最后一次徑向切人量，對(duì)于提高工件的表面質(zhì)量和精度至關(guān)重要。現(xiàn)場(chǎng)磨削常碰到這樣的問(wèn)題，當(dāng)用0.005mm的切入量進(jìn)行最后一次磨不銹鋼時(shí)，往往是砂輪在工件表面打滑而始終達(dá)不到要求，繼續(xù)磨削就會(huì)造成“啃傷”工件，甚至造成報(bào)廢。而最后一次磨削采用0.02mm的徑向進(jìn)給量，工件表面的粗糙度、精度往往能達(dá)薊要求。其主要原因就是徑向切入量對(duì)砂輪有較大影響之故。 (7)平面磨床工作臺(tái)速度 磨床工作臺(tái)速度從1.2m/min降低至0.5m/min時(shí)，砂輪堵塞量增大5倍：在0.5m/min條件下，產(chǎn)生細(xì)小切屑，大部分侵嵌在孔隙里；當(dāng)速度為1.2m/rain時(shí)，產(chǎn)生長(zhǎng)屑，只嵌壓在大氣孔內(nèi)。因此，在同樣的總磨量下，工作臺(tái)速度對(duì)砂輪堵塞的影響是：工作臺(tái)速度越慢，磨粒磨削工件的次數(shù)就越多，從而被磨表面的溫度就越高，堵塞量增加。 (8)磨床砂輪修整速度 修整砂輪的目的是排除鈍化的磨粒，露出新的磨粒，同時(shí)也出現(xiàn)新的空隙部分。砂輪修整速度對(duì)堵塞也有明顯影響。例如，砂輪用0.3m/min的修整速度比0.6m/min時(shí)的砂輪磨削堵塞量增加了2倍，用0.6m/min的修整速度比1.22m/min時(shí)的堵塞量增加了10倍。這是因?yàn)樯拜喰拚俣鹊蜁r(shí)，砂輪工作面平坦，單位面積內(nèi)有效磨刀數(shù)增加，使切屑的截面積變小，切屑數(shù)量增多，故易產(chǎn)生堵塞。當(dāng)砂輪修整速度高時(shí)，砂輪工作面變粗，有效磨粒數(shù)減少，在砂輪表面出現(xiàn)凹部，起到孔隙作用；切屑易被沖走，熔結(jié)物容易脫落。因此，各種砂輪修整時(shí)均有一最佳的速度范圍。 (9)工件速度 工件的速度對(duì)砂輪堵塞程度的影響，與切削條件中其他因素有密切關(guān)系。在所給的實(shí)驗(yàn)條件下，工件線速度提高一倍，砂輪堵塞量增加三倍。這是因?yàn)楣ぜ俣仍礁撸チＧ腥肷疃染驮綔\，切屑截面積變小，相當(dāng)于砂輪特性變硬，故容易引起砂輪堵塞。 (10)磨削液 不同的磨削液對(duì)磨削效果影響很大，目前通用的乳化液含有大量礦物油和油性添加劑，稀釋后呈水包油乳白色液體，它的比熱容和熱導(dǎo)率小，在劇烈摩擦過(guò)程中很容易造成砂輪與工件之間的黏附磨損和擴(kuò)散性磨損，使平面磨床砂輪堵塞，磨削力增加，最后引起磨粒過(guò)早破碎和脫落，使磨削比降低。因此，選用優(yōu)良的磨削液對(duì)改善磨削性能有重要作用。近些年來(lái)，針對(duì)不同的磨削材料研究出了一些新的磨削液(見(jiàn)第5章)。即使如此，優(yōu)良的磨削液對(duì)今后的磨削研究來(lái)說(shuō)仍是一個(gè)主要的研究方向。 (11)磨酎方式 一般來(lái)說(shuō)，切入磨削比縱向磨削堵塞嚴(yán)重。由于切入磨削時(shí)，磨床砂輪與工件間接觸面積大，磨粒切削刃在同一條磨痕上要擦過(guò)幾次，加上磨削液進(jìn)入磨削區(qū)困難，故密削時(shí)熱量高，易造成堵塞的條件。縱磨時(shí)，首先接觸工件材料的是砂輪一側(cè)緣，接觸面積小，磨削液容易進(jìn)入磨削區(qū)，磨粒磨損只是發(fā)生在最先接觸的一側(cè)緣。當(dāng)磨損面增大到一定程度時(shí)，在磨削力作用下磨粒破碎、斷裂，實(shí)現(xiàn)自銳。大多數(shù)磨粒能處于鋒利狀態(tài)下工作，使磨削力和磨削熱相對(duì)來(lái)說(shuō)較低。同時(shí)，受磨削力和磨削熱影響區(qū)的相當(dāng)一部分可以順縱磨方向排出到工件之外，故降低了發(fā)生化學(xué)黏附的可能性。上述因素的綜合影響使縱磨比切人磨的砂輪堵塞程度低一些。 |
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