砂轮磨削力计算

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1、实用标准文案磨削力、磨削功率及磨削温度一、磨削力和磨削功率（一）磨削力的主要特征及计算　　砂轮上单个磨粒的切削厚度固然很小，但是大量的磨粒同时对被磨金属层进行挤压、刻划和滑擦，加之磨粒的工作角度又很不合理，因此总的磨削力很大。为便于测量和计算，将总磨削力分解为三个相互垂直的分力Fx(轴向磨削力)、Fy(径向磨削力)、Fz(切向磨削力)，如图4-4所示，和切削力相比，磨削力有如下特征：　　1.径向磨削力Fy最大。这是因为磨粒的刃棱大都以负前角工作，而且刃棱钝化后，形成小的棱面增大了与工件的实际接触面积，从而使Fy增大。通常Fy=（1.6～3.2）Fz。　　2.轴向磨削力Fx很小，一般可以不必考

2、虑。　　3.磨削力随不同的磨削阶段而变化。在初磨阶段，磨削力由小至大变化较大；进入稳定阶段，工艺系统的弹性变形达到一定程度，此时磨削力较为稳定；光磨阶段实际磨削深度近趋于零，此时磨削力渐小。　　磨削力的计算公式如下：　　（4-5）　　（4-6）精彩文档实用标准文案　　式中Fz，Fy——分别为切向和径向磨削力（N）；　　vw，v——分别为工件和砂轮的速度（m/s）；　　fr——径向进给量（mm）；　　B——磨削宽度（mm）；　　α——假设磨粒为圆锥时的锥顶半角；　　CF——切除单位体积的切屑所需的能（KJ/mm2）；　　μ——工件和砂轮间的摩擦系数。　　磨削过程很复杂，影响磨削力的因素也很多，

3、上述理论公式的精确度不高。目前一般采用实验方法来测定磨削力的大小。（二）磨削功率的计算　　磨削时，由于砂轮速度很高，功率消耗很大。主运动所消耗的功率定义为磨削功率。其计算公式如下：(kW)（4-7）　　式中Fz——砂轮的切向力（N）；　　v——砂轮的线速度（mm/s）。二、磨削温度　　由于磨削的线速度很高，功率消耗较大，所以磨削温度很高。这样高的温度会直接影响工件的精度及表面质量。因此，控制磨削温度是提高工件表面质量和保证加工精度的重要途径。（二）磨削温度对工件表面质量的影响　　磨削工件的表面质量主要表现在表面粗糙度、表面烧伤、表面残余应力和裂纹几个方面，这里重点讨论磨削烧伤问题。1．磨削烧

4、伤的产生和实质磨削加工时，磨粒的切削、刻划和滑擦作用，大多数磨粒的副前角切削以及高的磨削速度，使得工件表面层有很高的温度。因此对已淬火的钢件往往会使表面层的金相组织产生变化，从而使表面层的硬度下降，严重的影响了零件的使用性能，同时表面呈现氧化膜颜色，这种现象称为磨削烧伤。所以磨削烧伤的实质是材料表面层的金相组织发生变化。图4-6所示为淬火高速钢磨削后表面层硬度的变化情况。由此可以看出，磨削烧伤会破坏工件表面层组织，严重的会出现裂纹，从而影响工件的耐磨性和使用寿命。精彩文档实用标准文案2．磨削烧伤的表现形式磨削烧伤主要表现为以下三种形式：　　（1）退火烧伤在磨削时，如工件表面层温度超过相变温度

5、Ac3，则马氏体转变为奥氏体，如果此时无冷却液，则表面层硬度急剧下降，工件表面层被退火，故这种烧伤称退火烧伤。工件干磨时常发生这种情况。　　（2）淬火烧伤磨削时，工件表面层温度超过相变温度Ac3，如果此时冷却充分，则表层将急冷形成二次淬火马氏体组织。工件表层硬度较原来的回火马氏体高，但很薄，其下层因冷却速度慢仍为硬度较低的回火索氏体和屈氏体。这种情况称为淬火烧伤。　　（3）回火烧伤磨削时，工件表面层温度未超过相变温度Ac3，但超过马氏体的转变温度，这时工件表层的组织将转变成硬度较低的回火屈氏体或索氏体。这种情况称为回火烧伤。3．影响磨削烧伤的工艺因素　　（1）磨削用量影响最大的是砂轮的速度v

6、和径向进给量fr。当v和fr较小时，不易出现烧伤。　　（2）冷却方法　加大冷却剂流量和采用喷雾冷却、高压冷却等加速热量的传出，降低磨削区温度，可以有效避免烧伤现象。　　（3）砂轮接触长度砂轮与工件的接触长度大，易堵塞而不易冷却，容易出现烧伤。精彩文档