磨削技術
影響磨床砂輪堵塞的因素分析 |
| 發布時間：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、改善磨削效果來看，不同的工件材料，應該選用不同的磨料種類。如果所選用的磨料不能適應工件材料的磨削性能，就易產生急劇堵塞，使加工無法正常進行。 (2)磨料粒度 磨料粒度對砂輪堵塞有一定影響。一般來說細粒度比粗粒度容易產生堵塞現象。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(125次)后，后者的堵塞量反而減少。因為細粒度砂輪的孔隙容積和磨屑截面積都小，細粒度磨床砂輪的切刃數增加，切屑也多，再加上磨削溫度升高等原因，因此在切人次數較小的范圍內，細粒度砂輪在孔隙內，磨粒和結合荊上的切屑以及切屑熔結物的數量就大。隨著切人次數增多，粗粒度磨床砂輪與細粒度砂輪相比，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物就增多。到一定次數后，粗粒度平面磨床砂輪的堵塞量反而要超過細粒度砂輪的堵塞量。 (3)磨床砂輪的硬度 磨床砂輪的硬度對堵塞量影響較大，一般來說，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。在磨削易產生堵塞的難加工材料時，一般選用7～8級組織，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雜，當磨床砂輪線速度從28.8m/s提高到33.6m/s時，提高了16％，而堵塞量增加了3倍。因為砂輪線速度的增加使磨粒的最大切深減小，切屑截面積減小，同時切削次數和磨削熱增加，這兩個因素均使堵塞量增加，但是當砂輪線速度高達一定程度時(如達50m/s以上)，砂輪的堵塞量反而大大下降。 生產實踐表明：在磨削不銹鋼、高溫合金時速度為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，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砂輪的堵塞是很不利的。當然，對于各種工件材料來說，各有一定的堵塞量最小的臨界砂輪速度值。 (6)徑向切入量 徑向切入量對磨床砂輪堵塞的影響呈駝峰趨勢，當徑向切人量較小時，產生堵塞現象，隨著切人量的增加，平均堵塞量也增加。當切人量增大到一定程度時，堵塞量又呈減少趨勢，之后隨著切人量的繼續增加，堵塞量又急劇上升。 在磨削難磨材料時，控制和掌握最后一次徑向切人量，對于提高工件的表面質量和精度至關重要。現場磨削常碰到這樣的問題，當用0.005mm的切入量進行最后一次磨不銹鋼時，往往是砂輪在工件表面打滑而始終達不到要求，繼續磨削就會造成“啃傷”工件，甚至造成報廢。而最后一次磨削采用0.02mm的徑向進給量，工件表面的粗糙度、精度往往能達薊要求。其主要原因就是徑向切入量對砂輪有較大影響之故。 (7)平面磨床工作臺速度 磨床工作臺速度從1.2m/min降低至0.5m/min時，砂輪堵塞量增大5倍：在0.5m/min條件下，產生細小切屑，大部分侵嵌在孔隙里；當速度為1.2m/rain時，產生長屑，只嵌壓在大氣孔內。因此，在同樣的總磨量下，工作臺速度對砂輪堵塞的影響是：工作臺速度越慢，磨粒磨削工件的次數就越多，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，同時也出現新的空隙部分。砂輪修整速度對堵塞也有明顯影響。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時的堵塞量增加了10倍。這是因為砂輪修整速度低時，砂輪工作面平坦，單位面積內有效磨刀數增加，使切屑的截面積變小，切屑數量增多，故易產生堵塞。當砂輪修整速度高時，砂輪工作面變粗，有效磨粒數減少，在砂輪表面出現凹部，起到孔隙作用；切屑易被沖走，熔結物容易脫落。因此，各種砂輪修整時均有一最佳的速度范圍。 (9)工件速度 工件的速度對砂輪堵塞程度的影響，與切削條件中其他因素有密切關系。在所給的實驗條件下，工件線速度提高一倍，砂輪堵塞量增加三倍。這是因為工件速度越高，磨粒切入深度就越淺，切屑截面積變小，相當于砂輪特性變硬，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，它的比熱容和熱導率小，在劇烈摩擦過程中很容易造成砂輪與工件之間的黏附磨損和擴散性磨損，使平面磨床砂輪堵塞，磨削力增加，最后引起磨粒過早破碎和脫落，使磨削比降低。因此，選用優良的磨削液對改善磨削性能有重要作用。近些年來，針對不同的磨削材料研究出了一些新的磨削液(見第5章)。即使如此，優良的磨削液對今后的磨削研究來說仍是一個主要的研究方向。 (11)磨酎方式 一般來說，切入磨削比縱向磨削堵塞嚴重。由于切入磨削時，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幾次，加上磨削液進入磨削區困難，故密削時熱量高，易造成堵塞的條件。縱磨時，首先接觸工件材料的是砂輪一側緣，接觸面積小，磨削液容易進入磨削區，磨粒磨損只是發生在最先接觸的一側緣。當磨損面增大到一定程度時，在磨削力作用下磨粒破碎、斷裂，實現自銳。大多數磨粒能處于鋒利狀態下工作，使磨削力和磨削熱相對來說較低。同時，受磨削力和磨削熱影響區的相當一部分可以順縱磨方向排出到工件之外，故降低了發生化學黏附的可能性。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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