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影响平面磨床砂轮磨削堵塞的内在因素和外部条件

2018-07-27 14:59来源:盐城市大丰中磨数控机床有限公司网址:http://www.zmskjc.cn

影响平面磨床砂轮磨削堵塞的内在因素和外部条件

    平面磨床磨削加工是一种应用广泛的金属切削方法,主要加工传统刀具难以切削的硬质材料以及表面质量、尺寸精度要求高的材料。磨削加工中,砂轮的内在因素和外部条件,对加工起着重要作用,但在加工过程中往往出现砂轮急剧堵塞钝化,导致砂轮寿命缩短,为避免砂轮堵塞钝化和产生的不利影响,分析平面磨床砂轮在磨削过程中堵塞的内在因素和外部条件的成因非常必要。

一、平面磨床砂轮磨削堵塞的内在因素

1、平面磨床砂轮的种类

平面磨床砂轮在加工过程中,不同砂轮堵塞程度差别很大,从减少堵塞程度,改善磨削效果来看,不同的工件材料,应选用不同的磨料种类。如果选用的磨料不能适应工件材料的磨削性能,就容易产生急剧堵塞,使加工无法正常进行。如用刚玉类磨料磨削铁碳合金,碳在空气中与氧气生成一层很薄的氧化膜,能有效地阻止工件与磨料之间的化学亲和作用,但如磨削钛合金,堵塞则严重的多。有的工厂磨床上的砂轮久用不换,好似节约、方便实际上损失了效率和精度。

2、平面磨床砂轮的粒度

平面磨床选用砂轮的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。因为细粒度砂轮的孔隙容积和磨屑截面积都小,细粒度砂轮的切刃数增加,切屑也多,加上磨削温度升高等原因,在切入次数较小的范围内,细粒度砂轮容易堵塞。随着切入次数的增多,粗粒度的砂轮与细粒度砂轮相比,切入的深度要大,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,粗粒度砂轮的堵塞量反而要超过细粒度砂轮的堵塞量。半精磨和精磨时,切入量小,温度低,堵塞轻,选择细砂轮;粗磨切入量大,温度高,堵塞在空隙的磨屑、熔结物多,选择粗砂轮。

3、平面磨床砂轮的硬度

砂轮的硬度指磨粒脱落的难易程度,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、挤压愈加严重,磨屑更容易机械地填充到砂轮空隙中去,同时还伴随着产生更多的摩擦热,摩擦热为粘结性堵塞提供熔结物。因此砂轮的硬度对堵塞量影响较大,砂轮越硬,堵塞量越大。一般情况下,砂轮硬度选用G——H,在一些难加工的材料中,也采用D——o的硬度。

4、平面磨床砂轮组织

砂轮组织反映了磨料、粘结剂、气孔三者之间的比例关系。砂轮组织越密,工作得磨粒数越多,切削刃间距离变小,砂轮更容易堵塞。含有45%磨料的砂轮比含49.2%磨粒的平均堵塞量要少一半;含有53%磨料的砂轮比含49. 2%磨料的砂轮磨削工件的堵塞量高二倍。在磨削难加工 材料时应选择组织号为7至9号的砂轮, 大气孔的砂轮效果较好。

二、平面磨床砂轮堵塞的外部条件面平面磨床平面磨床     1、砂轮磨削的线速度

砂轮线速度的增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。在生产中磨削不锈钢、 高温合金时,50m/s砂轮速度比30m/s砂轮的堵塞量减少。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。对于各种工件材料来说,各有一定的其堵塞量小的临界砂轮速度值。

2、砂轮加工工件速度

平面磨床在加工工件时,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。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。

3、平面磨床磨削方式

横向切入磨削比纵向磨削堵塞严重。在切入磨削时,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,磨削液进入磨削区困难,磨削时热量高,易造成堵塞。纵磨接触工件材料的是砂轮一侧缘,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。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,故降低了发生化学粘附的可能性。

4、砂轮径向切入量

平面磨床在加工工件时,砂轮的径向切入量对砂轮堵塞的影响呈驼峰趋势。当径向切入量<0.01mm较小时 ,产生堵塞现象,随着切入量的增加,平均堵塞量也增加,当切 入量增大到一定程度(0.03mm)时, 堵塞量又呈减少趋势,之后随着切入量的继续增加(达到0.04mm)时,堵塞量又急剧上升。在磨削难磨材料时,控制最后一次径向切入量,对于提高工件的表面质量和精度是至关重要的。

5磨削温度

平面磨床砂轮磨削时,凡是增加磨削热、导致磨削温度升高的因素,都会加剧砂轮的堵塞,因此,当磨削工件发热时,应加大冷却液的流量,或暂停磨削作业,以控制温度的升高,待工件温度降低时继续工件加工。

6砂轮修整速度

平面磨床砂轮修整速度对堵塞有明显影响,当砂轮修整速度低时,砂轮工作表面平坦,单位面积内有效磨刀数增加,使切屑的截面积变小,切削数量增多,故容易产生堵塞。当砂轮修整速度髙时,砂轮工作面变粗,有效磨粒数减小,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。

7、平面磨床磨削液

平面磨床在加工工件时,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,它的比热容和导热系数小,在剧烈摩擦过程中很容易造成砂轮与工件之间的粘附磨损和扩散性磨损,使砂轮堵塞,磨削力增加,最后引起磨粒过早破碎和脱落,使磨削比降低。选用优良的磨削液对改善磨削性能有重要作用。

综上所述,平面磨床砂轮堵塞是磨削加工中的普遍现象,无论加工条件选择得如何合理,要完全防止堵塞是不可能的,只是程度上有所不同。砂轮种类和加工条件对砂轮堵塞有较大影响,因此,用户在使用平面磨床加工工件时,首先要根据工件的加工要求,在充分考虑砂轮的内在因素和外部条件的前提下,选择好砂轮和加工方法,以减少因砂轮堵塞而引起的磨削精度下降,烧伤工件缩短砂轮寿命等缺陷