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磨削二十问

来源:磨商网  发布日期: 10:50:53  
  摘要: 是借助磨具的切削作用,除往工件外表的过剩层,使工件外表质量抵达预定要求的加工办法。常见的磨削加工情势通常有:外圆磨削、内圆磨削、故意磨削、螺纹磨削、工件平型外表的磨削、成形面磨削等。
 1、甚么是磨削加工?试举出几种磨削加工情势。
  
  答:是借助磨具的切削作用,除往工件外表的过剩层,使工件外表质量抵达预定要求的加工办法。常见的磨削加工情势通常有:外圆磨削、内圆磨削、故意磨削、螺纹磨削、工件平型外表的磨削、成形面磨削等。
  
  2、甚么是磨具?砂轮的组成是甚么?其功能由哪些要素决定?
  
  答:凡是用以中中中斷磨削、研磨和抛光的工具统称为磨具,大部份磨具均由磨料和结合剂制成。
  
  砂轮由磨粒、结合剂和蔼孔(有时没有)组成,其功能主要由磨料、粒度、结合剂、硬度和组织等要素所决定。
  
  3、磨料的种类有哪些?试举出几种经常使用磨料。
  
  答:磨料直接担当着切削义务,应具有很高的硬度、耐热性和一定的韧性,破碎时应能构成尖锐的棱角。目前消费中经常使用的磨料有氧化物系,碳化物系和高硬磨料系三类。经常使用磨料有白刚玉、镐刚玉、立方碳化硼、自然金刚石、立方氮化硼等。
  
  4、砂轮磨损的情势有哪些?砂轮修整的含义是甚么?
  
  答:砂轮的磨损主要包羅两个层面:磨粒消耗和砂轮失效。砂轮外表磨粒的消耗,可以分为三种不同的情势:磨粒的钝化、磨粒的破碎、磨粒的脱落。随着砂轮义务工夫的延伸,其切削才气逐渐降落,究竟不能正常磨削、不能抵达规则的加工精度和外表质量,这时候候砂轮失效。其情势有以下三种:砂轮义务外表变钝、砂轮义务外表梗塞、砂轮轮廓畸变。
  
  当砂轮出现消耗时,要求重新修整砂轮,修整是整形和修锐的总称。整形是使砂轮具有一定精度要求的几何外形;修锐是往除磨粒间的结合剂,使磨粒突出结合剂一定高度(普通磨粒尺微暇的1/3左右),构成良好的切削刃和足够的收留屑空间。普通砂轮的整形和修锐普通是合二为一中中中斷的;超硬磨料砂轮的整形和修锐普通分开。前者是为了取得志向的砂轮几何外形,后者是为了提高磨削尖锐度。
  
  5、外圆与立体磨削时,磨削运动有哪些情势?
  
  答:外圆与立体磨削时,磨削运动包羅主运动、径向进给运动、轴向进给运动和工件旋转或直线运动四种情势。
  
  6、试简述单个磨粒的磨削进程。
  
  答:单个磨粒的磨削进程大致分为滑擦、描写和切削三个阶段。
  
  (1)滑擦阶段:在磨削进程中,切削厚度由零逐渐增大。在滑擦阶段,由于磨粒切削刃与工件末尾接触时的切削厚度acg极小,当磨粒顶尖角处的钝圆半径rn>acg ,磨粒仅在工件外表上滑擦而过,只产生弹性变形,不产生切屑。
  
  (2)描写阶段:随着磨粒挤进深度的增大,磨粒与工件外表的压力逐渐加大,外表层也由弹性变形过渡到塑性变形。此时挤压磨擦猛烈,有少许热产生,当金属被加热到临界点时,法向热应力逾越资料的临界屈从强度,切削刃就末尾切进资料表层中。滑移使资料表层被推向磨粒的前方和两侧,使得磨粒在工件外表描写出沟痕,沟痕的两侧则产生了隆起。这一阶段的特点是:资料表层产生塑性活动与隆起,因磨粒的切削厚度未抵达构成切屑的临界值,而不能构成切屑。
  
  (3)切削阶段:当挤进深度增大到临界值时,被切层在磨粒的挤压下清楚地沿剪切面滑移,构成切屑沿前刀面流出,这称为切削阶段。
  
  7、试用J.C.Jaeger解法对干磨削时磨削区温度中中中斷实践剖析。
  
  答:磨削时由于切削深度较小,接触弧长也很小。所以可以将它视为带状热源在半有限体外表上移动来斟酌。这就是J.C.Jaeger解法的条件。(a)磨削区面热源?(b)运动的面热源坐标系统 图3.1.7磨削区面热源及坐标系统
  
  磨削接触弧区AA¢B¢B为带状热源,其发热强度为qm;其宽度w与砂轮直径和磨削深度有关。热源AA¢B¢B可视为有数线热源dxi的综合,取某一线热源dxi中中中斷考察,其热源强度为qmBdxi,并沿X标的目的以速度vw移动。
  
  运动线热源在半有限大导热体中的温度场可用下式计算:
  
  (1) 若令Zm=0,即工件外表的温度散布可通过对式(1)积分求出:
  
  (2) 经过变换后,可以得出:
  
  (3) 式中。
  
  8、磨削烧伤的种类及其控制办法有哪些?
  
  答:依据烧伤外不雅的不同,有全面烧伤、斑状烧伤、线条状烧伤(全部零件外表有线条形烧伤)。依据表层显微组织变化的性质辨别有:回火烧伤、淬火烧伤、退火烧伤。
  
  在磨削加工中,产生烧伤的主要缘由是磨削区的温度太高,为降落磨削区温度可从减少磨削热的产生和减速磨削热的传出这两条途径动手。
  
  采取的控制办法常有:
  
  (1)公允拔取磨削用量;
  
  (2)正确选择砂轮;
  
  (3)公允采取冷却方式
  
  9、甚么是高速磨削?与普通磨削相比,高速磨削有哪些特点?
  
  答:高速磨削是通过提高砂轮线速度离开达提高磨削效率和磨削质量的工艺办法。它与普通磨削的辨别在于很高的磨削速度和进给速度,而高速磨削的定义随工夫的不同在不时鞭撻,60年代之前,磨削速度在50m/s时即被称为高速磨削,而90年代磨削速度最高已达500m/s,在实际使用中,磨削速度在100m/s以上即被称为高速磨削。
  
  高速磨削与普通磨削相比,它有以下特点:
  
  (1)在坚持其它全部参数恒定情况下,只添加砂轮速度,将招致切削厚度减小,相应也减小作用于每磨粒上的切削力。
  
  (2)若相应于砂轮速度成正比添加工件速度,切削厚度可坚持不变。在这类情况下,作用于每磨粒上的切削力,和磨削协力不改动。这样最大的优点是,在磨削力不变的情况下,资料往除率成比例添加。
  
  10、试简述高速磨削对砂轮和机床的要求。
  
  答:高速磨削砂轮必须满足以下要求:
  
  (1)砂轮的机械强度必须能接受高速磨削时的切削力;
  
  (2)高速磨削时的安然可靠性;
  
  (3)外不雅尖锐;
  
  (4)结合剂必须具有很高的耐磨性以减少砂轮的磨损。
  
  高速磨削对机床的要求:
  
  (1)高速主轴及其轴承:高速主轴的轴承普通采取角接触滚珠轴承。为了降落主轴发热,提高主轴的最高转速,新一代的高速电动主轴尽大少数均采取油气润滑。
  
  (2)高速磨床除具有普通磨床的功能外,还需满足以下特殊要求:高动态精度、高阻尼、高抗振性和热不变性;高度自动化和可靠的磨削进程。
  
  (3)砂轮速度提高以后,其动能也随之添加,假定爆发砂轮分裂,清楚会给人身和装备造成比普通磨削时更大的损伤,为此除要提高砂轮本身的强度之外,设计专门用于高速磨削的砂轮防护罩是保证安然的重要办法。
  
  11、高速磨削中砂轮精细修整技术有哪些?
  
  答:目前使用较为成熟的砂轮修整技术有:
  
  (1)ELID在线电解修整技术;
  
  (2)电火花砂轮修整技术;
  
  (3)杯形砂轮修整技术;
  
  (4)电解—机械复合整形技术
  
  12、甚么是精细磨削?试简述普通砂轮精细磨削中砂轮的选择原则。
  
  答:精细磨削是指在精细磨床上,选择细粒度砂轮,并通过对砂轮的精细修整,使磨粒具有微刃性和等高性,磨削后,使被磨削外表所留下的磨削痕迹极端微细、残留高度极小,再加上无火花磨削阶段的作用,取得加工精度为1~0.1mm和外表粗糙度Ra为0.2~0.025mm的外表磨削办法。
  
  普通砂轮精细磨削中砂轮的选择原则:
  
  (1)砂轮磨料精细磨削时所用砂轮的磨料以易于产生和坚持微刃及其等高性为原则。
  
  (2)砂轮粒度?单从几何要素斟酌,砂轮粒度越细,磨削的外表粗糙度值越小。但磨粒太细时,不單砂轮易被磨屑梗塞,若导热情况不好,反而会在加工外表产生烧伤等景象,使外表粗糙度值增大,因此,砂轮粒度常取46#~60#。
  
  (3)砂轮结合剂?砂轮结合剂有树脂类、金属类、陶瓷类等,以树脂类使用为广。对粗粒度砂轮,可用陶瓷结合剂。金属类、陶瓷类结合剂是目前精细磨削领域中研讨的重要方面。
  
  13、超硬磨料砂轮精细磨削的特点是甚么?其磨削用量如何选择?
  
  答:超硬磨料砂轮磨削的主要特点为:
  
  (1)可用来加工各种高硬度、高脆性金属和非金属资料。
  
  (2)磨削才气强,耐磨性好,耐用度高,可较长工夫坚持磨削功能,修整次数少,易于坚持粒度;易于控制加工尺微暇及完成加工自动化。
  
  (3)磨削力小,磨削温度低,从而可减少内应力,无烧伤、裂纹等缺点,加工外表质量好。金刚石砂轮磨削硬质合金时,其磨削力只有绿色碳化硅的1/4~1/5。
  
  (4)磨削效率高。在加工硬质合金及非金属硬脆资料时,金刚石砂轮的金属往除率优于立方氮化硼砂轮;但在加工耐热钢、钛合金、模具钢等资料时,立方氮化硼砂轮远高于金刚石砂轮
  
  (5)加工本钱低。金刚石砂轮和立方氮化硼砂轮相比昂贵,但其寿命长,加工效率高,所以综分解本低。
  
  超硬磨料砂轮磨削用量选择:
  
  (1)磨削速度非金属结合剂金刚石砂轮的磨削速度普通为12~30m/s。立方氮化硼砂轮的磨削速度可比金刚石砂轮高很多,可选45~60m/s,主要由于立方氮化硼磨料的热不变性较好。
  
  (2)磨削深度普通为0.001~0.01mm,可依据磨削方式、磨粒粒度、结合剂和冷却状态等具体情况选择。
  
  (3)工件速度普通为10~20m/min。
  
  (4)纵向进给速度?普通为0.45~1.5m/min。
  
  14、甚么是超精细磨削?试简述其机理、特点及使用。
  
  答:超精细磨削是指加工精度抵达0.1mm以下、外表粗糙度低于Ra0.025mm的砂轮磨削办法,是一种亚微米级的加工办法,并正向纳米级展开,适合于对钢、铁资料及陶瓷、玻璃等硬脆资料的加工。
  
  超精细磨削机理:
  
  (1)磨粒可以看做具有弹性支承的和大负前角切削刃的弹性体,弹性支承为结合剂,磨粒虽有相当硬度,本身受力变形极小,实际上仍属于弹性体。
  
  (2)磨粒切削刃的切进深度由零末尾逐渐添加,抵达最大值后又逐渐减小到零。
  
  (3)全部磨粒与工件的接触进程按序为弹性区、塑性区、切削区、塑性区和弹性区。
  
  (4)超精细磨削中,微切削作用、塑性活动、弹性破坏作用和滑擦作用依切削条件的变化而按序出现。当刀刃尖锐,且有一定磨削深度时,微切削作用较强;假定刀刃不够尖锐,或磨削深度太浅,则会产生塑性活动、弹性破坏和滑擦。
  
  超精细磨削的特点:
  
  (1)超精细磨削是一个系统工程。
  
  (2)超硬磨料砂轮是超精细磨削的主要工具。
  
  (3)超精细磨削是一种超微量切除加工。
  
  超精细磨削的使用:
  
  (1)磨削钢铁及其合金等金属资料特别是经过淬火等处置的淬硬钢。
  
  (2)可用于磨削非金属的硬脆资料?例如陶瓷、玻璃、石英、半导体资料、石材等。
  
  (3)目前主要有外圆磨床、立体磨床、内圆磨床、坐标磨床等超精细磨床,用于超精磨削外圆、立体、孔和孔系。
  
  (4)超精细磨削和超精细游离磨料加工是相反相成的。
  
  15、试简述ELID镜面磨削的原理及特点。
  
  答:ELID镜面磨削的原理:在磨削进程中在砂轮和工具电极之间浇注电解磨削液并加以直流脉冲电流,使作为阳极的砂轮金属结合剂产生阳极溶解效应而被逐渐往除,使不受电解影响的磨粒突出砂轮外表,随着电解进程的中中中斷,逐渐在砂轮外表构成一层具有尽缘性质的氧化膜,避免电解进程的继续中中中斷,当砂轮的磨粒磨损后,钝化膜被工件刮擦往除,电解进程继续中中中斷,循环往复,利用在线电解作用延续修整砂轮来取得恒定的磨粒突出高度。
  
  ELID磨削的特点:
  
  (1)磨削进程具有良好的不变性;
  
  (2)该修整法使金刚石砂轮不会过快的磨耗,提高了珍贵磨料的利用率;
  
  (3)ELID修整法使磨削进程具有良好的可控性;
  
  (4)采取ELID磨削法,轻易完成镜面磨削,并可大幅度减少超硬资料被磨零件的残留裂纹。
  
  16、甚么是缓进给磨削?试用沸腾换热实践解释正常缓磨温度很低却又易忽然烧伤的景象。
  
  答:缓进给磨削(Creep Feed Grinding)以往国内有很多种叫法,比如小7娱乐网磨削、重负荷磨削、蠕动磨削、铣磨等等,目前确切的名称应当是缓进给深切磨削,通常简称缓磨。该项工艺的清楚特点是进给速度低,约是普通磨削的10-3~10-2倍,比如在立体磨削时工件速度可以低到0.2mm/s,所以成为“缓”磨。但別的一方面,其一次切深大,约是普通磨削的100~1000倍,比如平磨时极限切深可以抵达20~30mm。
  
  依据热工领域有关沸腾换热的实践,对正常缓磨温度很低却又常易突发热伤的迷信解释。缓磨时弧区工件外表与沉没于池内的被加热镍丝外表的受热情况在本质上是一致的,弧区磨削液也异常存在一可爆发成膜沸腾的临界热流密度qlim,所谓正常缓磨即指磨削热流密度q < qlim的情况。依照后面的剖析,这是由于磨削液处于泡核沸腾状态,它可以通过吸收汽化潜热将尽大部份磨削热带出弧区,因此工件外表温度可以被有效控制在磨削液的临界成膜温度qlim约120~130℃以下。也就是说,缓磨时不管切深多大,不论是1mm、10mm还是20mm、30mm,只要满足正常缓磨条件弧区工件外表温度都不会逾越120~130℃,这也正是缓磨工艺不同于普通磨削的下风所在。但是缓磨的这一突出的工艺下风实际上也很轻易因热流密度的失控而丧失殆尽。磨削热流密度q除与资料性质、切除用量等诸多要素有关外,很大水平上还取决于砂轮外表的尖锐水平,因此在本来是正常的缓磨进程中,热流密度也很轻易随砂轮钝化添加而突破临界值,事实上正常与否有时也能够仅是一线之隔,只要一旦满足了条件q ≥ qlim,弧区工件外表就会因磨削液进进成膜沸腾状态而招致突发热伤。
  
  17、缓进给磨削中如何中中中斷延续修整?延续修整的优点有哪些?
  
  答:所谓延续修整系指边磨削边将砂轮再成形和修锐的办法。采取延续修整办法时,金刚石修整滚轮始终与砂轮接触。为了完成磨削进程中的延续修整砂轮与延续补偿的动态进程,必须采取专门的延续修整磨床。延续修整的动态进程如图2所示,初始的砂轮直径为ds1, 工件直径为dw1,金刚石修整滚轮直径为dr,磨削时,若工件半径以vfr的速度变小,由于延续修整的緣由,砂轮就应以v2 = vfr + vfrd的速度切进磨削工件,修整滚轮则应以v1 = 2vfrd+ vfr的速度切进修整砂轮,这样就使修整滚轮与砂轮的位置爆发了变化。因此,延续修整砂轮的磨床必须可以对这些几何参数中中中斷相干补救。
  
  延续修整的优点很多,例如:
  
  1)减往了恰恰便是修整工夫的磨削工夫,提高了磨削效率;
  
  2)最长磨削长度不再取决于砂轮的磨损,而取决于磨床可利用的磨削长度;
  
  3)比磨削能降落,磨削力及磨削热均降落,并且在磨削进程是不变的。
  
  18、甚么是砂带磨削?试简述砂带的构成及特点。
  
  答:砂带磨削是依据工件外形以相应的接触方式使运动着的砂带与工件接触而中中中斷磨削的一种工艺办法。
  
  砂带主要是由基体、结合剂和磨料三部份组成。基体是磨粒的支持体,可以由纸、棉布和化学纤维制成。经常使用的结合剂有植物胶、分解树脂和两者混合的结合剂。经常使用的结合剂有植物胶、分解树脂和两者混合的结合剂。植物胶耐热性很低,粘结强度也低,且不耐磨削液的腐蚀,只能用于干磨;分解树脂粘结剂具有粘结强度高,耐磨性高,适合于制造高速重负荷的砂带。制造砂带的磨料有规范电刚玉、白色的和含铬的电刚玉、单晶电刚玉、氧化铝、二氧化锆、绿色的和玄色的碳化硅等。
  
  19、砂带磨削有哪几种分类办法?砂带磨削中易出现哪些效果?
  
  答:砂带磨削按磨削方式,可分为闭式砂带磨削和开式砂带磨削。砂带磨削按砂带与工件接触情势,可分为接触轮式、支承板式、自由接触式和自由浮动接触式。
  
  砂带磨削中易出现的效果:梗塞、粘盖、磨钝。别的,砂带在使用进程中还经常出现频繁中中断裂,磨痕等景象。
  
  20、甚么是超声波振动磨削?试简述超声波振动磨削的机理及特点。
  
  答:超声波磨削是在磨削进程中利用砂轮(或工件)的逼迫振动中中中斷磨削的一种工艺办法。
  
  超声波振动磨削的机理:当启动超声波爆发器磁化电源时,供应镍磁致伸缩式换能器一定的超声频电流及磁化用直流电流,在换能器线圈内产生交变的超声频磁场和恒定的极化磁场,使换能器产生同频的纵向机械振动能,同时传递给变幅杆,并将振幅减少到预定值,報復谐振刀杆中中中斷振动切削。换能器、变幅杆、刀杆均与爆发器输进的超声波频率处于谐振状态,构成一个谐振系统,其固定点都应在位移节点上。
  
  特点:超声波磨削加工中能坚持磨粒尖锐,避免收留屑梗塞,普通比普通磨削降落切削力30%~60%,降落切削温度,提高加工效率1~4倍。別的,超声振动磨削还具有结构紧凑、本钱低、易推行使用等优点。