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磨削加工中砂轮梗塞的讨论

来源:中国磨料磨具网  发布日期: 15:08:05  
  摘要: 磨削加工是一种使用普及的金属切削办法,主要加工传统刀具难以切削的硬质资料和外表质量、尺微暇精度要求高的资料。随着少许新资料的出现和利用对零件精度、质量的要求,磨削加工使用的增长幅度逾越其他传统加工办法。 磨削加工中,磨粒的尺微暇、外形和散布对加工起侧重要作用,但在加工韧性金属时,出现砂轮急剧梗塞钝化,招致砂轮寿命延伸,为避免砂轮梗塞钝化和产 生的不利影响,剖析砂轮梗塞机理、成因十分必要。

 1.磨屑的构成

       磨削进程是通过切除一定量的工件 资料取得较髙外表质量和精度,经常使用刀具为砂轮。砂轮是由磨料、结合剂经压坯、 枯燥、烧结而行成的疏松体,其单个磨粒就是一把微小的切削刃,有很大的负前角和刃口钝圆半径。高速运动磨粒经过滑擦、耕犁后切进工件,切削层资料有清楚的沿剪切面滑移后构成了短而薄的切屑,这些磨屑在磨削区内被加热到很高的温度,然后被氧化和融化,而固化成微粒球体,在球面子上还有某些叉枝,是一种主要磨屑情势。磨削耐酸不 锈钢Cr20Ni24Si4Ti时,发现少许球状磨屑,还伴随着带状、节状磨屑和灰烬, 这些磨屑有很多部份将会填充到砂轮气孔中,依托在磨料的四周,引发砂轮的梗塞,招致磨削精度降落,烧伤工件, 延伸砂轮寿命。

       2.砂轮梗塞的类型和机理剖析

小7娱乐网       2.1砂轮梗塞的类型

小7娱乐网       砂轮梗塞的类型有嵌进型、粘着型和混合型。嵌进型梗塞是磨屑嵌塞在砂轮义务外表空隙处的梗塞状态;粘着型梗塞是磨屑熔结在磨粒及结合剂上的梗塞状态;混合型梗塞是既有嵌进型梗塞又有粘着型梗塞。

       2.2嵌进型梗塞的机理剖析

       外来要素:磨削加工有一个很重要的特点,普通Fy/Fz大于2?10,工件 资料愈硬,塑性愈小,比值愈大,磨削区的磨屑在弱小的正压力作用下,被机械挤进砂轮外表的空隙里。磨屑是沿磨粒后面滑出,磨粒后面的局部区域堆积着数层磨屑,在砂轮高速旋转的作用, 磨粒后面构成气流漩涡区,漩涡区的空气压力清楚减小,在负压力作用下,使部份磨屑依托在磨粒的后面,构成磨粒后刀面的依托性梗塞,依托物少数是灰烬和微粒。

小7娱乐网       静电场的作用:在磨削区某些小区域内构成了有砂轮和工件组成的小电场, 在电场的作用下,部份磨屑将出现极性, 依据异性相吸原理,与砂轮极性相反的磨屑就被吸附在砂轮义务外表。借助于砂轮与工件之间较大的机械压力,使己吸附在砂轮外表的磨屑能不变地嵌进砂轮外表空隙之间。

小7娱乐网       2.3粘着型梗塞的机理剖析

小7娱乐网       融化性粘结:磨削进程中尽大部份输进功率转变成磨削热,使磨削点温度高达1200k以上,磨屑遇空气疾速氧化, 构成低熔点的金属氧化物,在磨削区高 温加热呈融化或微熔状态,掩盖在砂轮外表,当砂轮上这部份外表再次参与磨削时,在磨削力的作用下被挤开或强化, 添加了与砂轮的亲和力和附着力,有的被挤压粘附在工件外表隆起的沟槽外表 中。通过量次随机磨削,磨粒四周粘附很多磨屑,使磨削力增大,同时温度升高, 由此引发恶性循环,減輕梗塞,直至磨粒破碎或脱落。

小7娱乐网       化学性粘结:不同元素之间的化学亲和力是粘结性梗塞的又一重要缘由。 磨粒和被磨削资料在髙温下接触,温度要素使它们活动才气增强,亲和力減輕, 当具有一定条件时就招致化学反响,使磨粒和磨屑在砂轮外表善成一种丧失切削才气的晶体。

       3.砂轮本身对梗塞的影响

       3.1磨料种类

小7娱乐网       不同砂轮梗塞水平差异很大,从减少梗塞水平,改良磨削效果来看,不同的工件资料,应选用不同的磨料种类。 假定选用的磨料不能适应工件资料的磨削功能,就轻易产生急剧梗塞,使加工没法正常中中中斷。如用刚玉类磨料磨削铁碳合金,碳在空气中与氧气小7娱乐网生一层很薄的氧化膜,能有效地避免工件与磨料之间的化学亲和作用,但如磨削钛合金, 梗塞则严重的多。有的工厂磨床上的砂轮久用不换,能磨万物,好似浪费、便利, 实际上损失了效率和精度。

小7娱乐网       3.2磨料粒度

小7娱乐网       磨料粒度对砂轮梗塞有一定影响, 普通来说细粒度比粗粒度轻易产生梗塞景象。由于细粒度砂轮的孔隙收留积和磨屑截面积都小,细粒度砂轮的切刃数添加,切屑也多,加上磨削温度升初等缘由,在切进次数较小的范围内,细粒度砂轮轻易梗塞。随着切进次数的增多, 粗粒度的砂轮与细粒度砂轮相比,切进的深度要大,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,粗粒度砂轮的梗塞量反而要逾越细粒度砂轮的梗塞量。 半精磨和精磨时,切进量小,温度低, 梗塞轻,选择细砂轮;粗磨切进量大, 温度高,梗塞在空隙的磨屑、熔结物多, 选择粗砂轮。

       3.3砂轮的硬度

       砂轮的硬度指磨粒脱落的难易水平, 由粘结剂的强度予以保证。粘结剂强度愈高,砂轮硬度也愈大,磨粒磨钝量就愈多,磨粒脱落前对工件的滑擦、挤压越发严重,磨屑更轻易机械地填充到砂轮空隙中往,同时还伴随着产生更多的磨擦热,磨擦热为粘结性梗塞提供熔结物。因此砂轮的硬度对梗塞量影响较大, 砂轮越硬,梗塞量越大。普通情况下, 砂轮硬度选用G?H,在一些难加工的资料中,也采取D?0的硬度。

       3.4砂轮组织

       砂轮组织反响了磨料、粘结剂、气 孔三者之间的比例关系。砂轮组织越密, 义务得磨粒数越多,切削刃间距离变小, 砂轮更轻易梗塞。含有45%磨料的砂轮比含49.2%磨粒的平均梗塞量要少一半;含有53%磨料的砂轮比含49. 2%磨料的砂轮磨削工件的梗塞量高二倍。在磨削难加工 资料时应选择组织号为7至9号的砂轮, 大气孔的砂轮就大气孔砂轮效果较好。

       4.磨削条件的影响

小7娱乐网       4. 1砂轮线速度

       砂轮线速度的添加使磨粒的最大切深减少,切屑截面积减小,同时切削次数和磨削热添加,这两个要素均使梗塞量添加,但是当砂轮线速度高达一定水平时(如达50m/s以上)砂轮的梗塞量反而大大降落。在消费中磨削不锈钢、 高温合金时,50m/s砂轮速度比30m/s砂轮的梗塞量减少30%?100%。因此,在磨削难磨资料时,要末采取低于20m/s 的速度,要末采取高于50m/s的速度, 选在其之间的磨削速度对砂轮的梗塞是很不利的。关于各种工件资料来说,各有一定的其梗塞量小的临界砂轮速度值。

小7娱乐网       4. 2工件速度

       工件的速度对砂轮梗塞水平的影响, 与切削条件中其他要素有密切关系。工件线速度提高一倍,砂轮梗塞量添加三倍。这是由于工件速度越高磨粒切进深度就越浅,切屑截面积变小,相当于砂轮特性变硬,故轻易引发砂轮梗塞。

       4. 3磨削方式

       切进磨削比纵向磨削梗塞严重。在切进磨削时,砂轮与工件直接触面积大, 磨粒切削刃在同一条磨痕上要擦过几次, 磨削液进进磨削区困难,磨削时热量高,易造成梗塞。纵磨接触工件资料的是砂轮一侧缘,当磨损面增大到一定水平时, 在磨削力作用下磨粒破碎、中中断裂,完成自锐。大少数磨粒能处于尖锐状态下义务,使磨削力和磨削热尽对来说较低。 同时,受磨削力和磨削热影响区的相当 一部份可以顺纵磨标的目的排出到工件之外, 故降落了爆发化学粘附的可以性。

       4.4径向切进量

       径向切进量对砂轮梗塞的影响呈驼峰趋向。当径向切进量较小时 (ap<0.01mm),产生梗塞景象,随着切进量的添加,平均梗塞量也添加,当切 进量增大到一定水平(ap=0.03mm)时, 梗塞量又呈减少趋向,以后随着切进量的继续添加(抵达ap=0.04mm)时,梗塞量又急剧上升。在磨削难磨资料时,控制最后一次径向切进量,关于提高工件的外表质量和精度是相当重要的。

       4.5磨削温度

       磨削时,凡是添加磨削热、招致磨削温度升高的要素,都会減輕砂轮的梗塞,梗塞情势主要是粘结型梗塞,固然也伴随着分散型梗塞。

       4.6砂轮修整速度

小7娱乐网       砂轮修整速度对梗塞有清楚影响, 当砂轮修整速度低时,砂轮义务外表平整,单位面积内有效磨刀数添加,使切屑的截面积变小,切削数目增多,故轻易产生梗塞。当砂轮修整速度髙时,砂轮义务面变粗,有效磨粒数减小,在砂轮外表出现凹部,起到孔隙作用,切屑易被冲走,熔结物轻易脱落。

小7娱乐网       4.7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,含有少许矿物油和油性添加剂,稀释后呈水包油乳白色液体,它的比热收留和导热系数小,在猛烈磨擦进程中很轻易造成砂轮与工件之间的粘附磨损和分散性磨损,使砂轮梗塞, 磨削力添加,最后引发磨粒过早破碎和脱落,使磨削比降落。选用良好的磨削液对改良磨削功能有重要作用。

       5.结语

       砂轮梗塞是磨削加工中的普及景象, 不管加工条件选择得如何公允,要完全避免梗塞是不成以的,只是水平上有所不同。砂轮种类和加工条件对砂轮梗塞 有较大影响,但最主要的是被加工资料 的物理、力学功能和有无磨削液。