磨削技术
影响磨床砂轮堵塞的因素分析 |
| 发布时间：2020/8/28 |
| 影响磨床砂轮堵塞的因素分析 影响磨床砂轮堵塞的因素主要有以下几种。 (1)磨料种类 不同的磨床砂轮其堵塞程度差别很大，从减少堵塞程度、改善磨削效果来看，不同的工件材料，应该选用不同的磨料种类。如果所选用的磨料不能适应工件材料的磨削性能，就易产生急剧堵塞，使加工无法正常进行。 (2)磨料粒度 磨料粒度对砂轮堵塞有一定影响。一般来说细粒度比粗粒度容易产生堵塞现象。用 WA46ZRI的砂轮与WA60K1的砂轮比较，在同样条件下，后者堵塞量大。但是用 WA20M和WA60M的磨床砂轮比较，到一定的切人次数(125次)后，后者的堵塞量反而减少。因为细粒度砂轮的孔隙容积和磨屑截面积都小，细粒度磨床砂轮的切刃数增加，切屑也多，再加上磨削温度升高等原因，因此在切人次数较小的范围内，细粒度砂轮在孔隙内，磨粒和结合荆上的切屑以及切屑熔结物的数量就大。随着切人次数增多，粗粒度磨床砂轮与细粒度砂轮相比，切入深度要大，磨粒切刃磨损量就大，且磨削温度上升，在孔隙里的切屑熔结物就增多。到一定次数后，粗粒度平面磨床砂轮的堵塞量反而要超过细粒度砂轮的堵塞量。 (3)磨床砂轮的硬度 磨床砂轮的硬度对堵塞量影响较大，一般来说，砂轮越硬，堵塞量越大。一般情况下，砂轮硬度选用G～H，在一些难加工材料中，也常采用D～Q的硬度。 (4)磨床砂轮组织 砂轮组织越密，工作的磨粒数越多，切削刃间距离变短，越容易堵塞。含有45％磨粒的砂轮比含49.2％磨粒的砂轮平均堵塞量要少一半；含有53％磨粒的砂轮比含49.2％磨粒的砂轮平均堵塞量要高两倍。在磨削易产生堵塞的难加工材料时，一般选用7～8级组织，大气孔砂轮磨削效果较好。 (5)磨床砂轮线速度 砂轮线速度的影响比较复杂，当磨床砂轮线速度从28.8m/s提高到33.6m/s时，提高了16％，而堵塞量增加了3倍。因为砂轮线速度的增加使磨粒的最大切深减小，切屑截面积减小，同时切削次数和磨削热增加，这两个因素均使堵塞量增加，但是当砂轮线速度高达一定程度时(如达50m/s以上)，砂轮的堵塞量反而大大下降。 生产实践表明：在磨削不锈钢、高温合金时速度为55m/s的砂轮比30m/s砂轮的堵塞量减少30％～100％。因此，在磨削难磨材料时，要么采用低于20m/s的速度，要么采用高于50m/s的速度，选在其之间的磨削速度对砂轮的堵塞是很不利的。当然，对于各种工件材料来说，各有一定的堵塞量最小的临界砂轮速度值。 (6)径向切入量 径向切入量对磨床砂轮堵塞的影响呈驼峰趋势，当径向切人量较小时，产生堵塞现象，随着切人量的增加，平均堵塞量也增加。当切人量增大到一定程度时，堵塞量又呈减少趋势，之后随着切人量的继续增加，堵塞量又急剧上升。 在磨削难磨材料时，控制和掌握最后一次径向切人量，对于提高工件的表面质量和精度至关重要。现场磨削常碰到这样的问题，当用0.005mm的切入量进行最后一次磨不锈钢时，往往是砂轮在工件表面打滑而始终达不到要求，继续磨削就会造成“啃伤”工件，甚至造成报废。而最后一次磨削采用0.02mm的径向进给量，工件表面的粗糙度、精度往往能达蓟要求。其主要原因就是径向切入量对砂轮有较大影响之故。 (7)平面磨床工作台速度 磨床工作台速度从1.2m/min降低至0.5m/min时，砂轮堵塞量增大5倍：在0.5m/min条件下，产生细小切屑，大部分侵嵌在孔隙里；当速度为1.2m/rain时，产生长屑，只嵌压在大气孔内。因此，在同样的总磨量下，工作台速度对砂轮堵塞的影响是：工作台速度越慢，磨粒磨削工件的次数就越多，从而被磨表面的温度就越高，堵塞量增加。 (8)磨床砂轮修整速度 修整砂轮的目的是排除钝化的磨粒，露出新的磨粒，同时也出现新的空隙部分。砂轮修整速度对堵塞也有明显影响。例如，砂轮用0.3m/min的修整速度比0.6m/min时的砂轮磨削堵塞量增加了2倍，用0.6m/min的修整速度比1.22m/min时的堵塞量增加了10倍。这是因为砂轮修整速度低时，砂轮工作面平坦，单位面积内有效磨刀数增加，使切屑的截面积变小，切屑数量增多，故易产生堵塞。当砂轮修整速度高时，砂轮工作面变粗，有效磨粒数减少，在砂轮表面出现凹部，起到孔隙作用；切屑易被冲走，熔结物容易脱落。因此，各种砂轮修整时均有一最佳的速度范围。 (9)工件速度 工件的速度对砂轮堵塞程度的影响，与切削条件中其他因素有密切关系。在所给的实验条件下，工件线速度提高一倍，砂轮堵塞量增加三倍。这是因为工件速度越高，磨粒切入深度就越浅，切屑截面积变小，相当于砂轮特性变硬，故容易引起砂轮堵塞。 (10)磨削液 不同的磨削液对磨削效果影响很大，目前通用的乳化液含有大量矿物油和油性添加剂，稀释后呈水包油乳白色液体，它的比热容和热导率小，在剧烈摩擦过程中很容易造成砂轮与工件之间的黏附磨损和扩散性磨损，使平面磨床砂轮堵塞，磨削力增加，最后引起磨粒过早破碎和脱落，使磨削比降低。因此，选用优良的磨削液对改善磨削性能有重要作用。近些年来，针对不同的磨削材料研究出了一些新的磨削液(见第5章)。即使如此，优良的磨削液对今后的磨削研究来说仍是一个主要的研究方向。 (11)磨酎方式 一般来说，切入磨削比纵向磨削堵塞严重。由于切入磨削时，磨床砂轮与工件间接触面积大，磨粒切削刃在同一条磨痕上要擦过几次，加上磨削液进入磨削区困难，故密削时热量高，易造成堵塞的条件。纵磨时，首先接触工件材料的是砂轮一侧缘，接触面积小，磨削液容易进入磨削区，磨粒磨损只是发生在最先接触的一侧缘。当磨损面增大到一定程度时，在磨削力作用下磨粒破碎、断裂，实现自锐。大多数磨粒能处于锋利状态下工作，使磨削力和磨削热相对来说较低。同时，受磨削力和磨削热影响区的相当一部分可以顺纵磨方向排出到工件之外，故降低了发生化学黏附的可能性。上述因素的综合影响使纵磨比切人磨的砂轮堵塞程度低一些。 |
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