无心磨床磨削

《无心磨床磨削》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、无心磨床的磨削磨削加工一种历史悠久、应用广泛金属切削方法。国内，目前主要应用传统刀具难以切削硬质材料以及精度、表面质量要求高零件加工。随着大量新材料出现应用以及科学技术发展所带来对零件精度、质量新要求，磨削加工应用增长幅度远超过其他传统加工方法。国外，磨削加工已广泛地应用毛坯直接加工，很多方面取代了传统切削方法，磨床数量也达到机床总数60％左右。磨削加工，不仅磨粒尺寸、形状分布对加工起着重要作用，往往加工韧性金属时，出现砂轮急剧堵塞钝化，导致砂轮寿命过早结束，要避免砂轮堵塞钝化由此产生不利影响，研究砂轮堵塞机

2、理、过程十分有必要。   一、磨屑形成磨削过程一个复杂多因素、多变量共同作用过程，其目通过切除一定量工件材料获得较高表面质量精度。砂轮一个由磨料、结合剂经压坯、干燥、烧结而成疏松体，其单个磨粒就一把微小切削刃，有很大负前角刃口钝圆半径。高速运动磨粒经过滑擦、耕犁后切入工件。切削层材料有明显沿剪切面滑移后形成短而薄切屑，这些磨屑磨削区内被加热到很高温度(如碳钢材料可达到1200K以上)，然后被氧化熔化，随后固化成微粒球体，球体面上还有某些叉枝，这种球状磨屑一种主要磨屑形式。磨削不锈钢Cr20Ni24Si4Ti时

3、，通过扫描电子显微镜，发现大量球状磨屑，当然还伴随着带状、节状磨屑以及灰烬，这些磨屑有不少部分将会填充到砂轮气孔，依附磨料四周，引起砂轮堵塞，导致磨削精度下降，烧伤工件，缩短砂轮寿命。   二、砂轮堵塞类型机理砂轮堵塞类型有嵌入型、依附型、粘着型、混合型。嵌入型堵塞磨屑嵌砂轮工作表面气孔处堵塞状态。依附型堵塞磨粒靠暂时力量依附磨粒切削刃后刀面上一种堵塞状况。粘着型堵塞指磨削熔化后粘附磨粒凸出切削刃四周或粘结剂上。混合型堵塞以上三种类型某一微小部位集合或层集。嵌入型依附型堵塞机理嵌入型依附型堵塞属于磨屑机械性地

4、填充砂轮空隙产生堵塞现象。填充动力来自两个方面，一个外来，一个内，涉及到物理、电、热等方面因素。外来因素：磨削加工有一个很重要特点，径向磨削分力Fy大于切向分力Fz，Fy/Fz≥2～10，工件材料愈硬，塑性愈小，Fy/Fz比值愈大，这样磨削区磨屑强大正压力作用下，被机械地挤进砂轮表面空隙里。从微观上分析，磨屑沿磨粒前面滑出，磨粒前面局部区域堆积着数层磨屑，磨粒后面，由于砂轮高速旋转作用，形成一个气流旋涡区，旋涡区空气压力显著减小，负压作用下，使部分磨屑依附磨粒后面，形成磨粒后刀面依附性堵塞，依附物多数灰烬微粒

5、。静电场作用：砂轮与工件相对速度V砂远大于V工，普通磨床V秒=3～50m/s，我国高速磨床磨削速度成熟数值为50～80/s，国外试验速度达200m/s～250m/s，工件速度1.5m/s以下。砂轮与工作相对运动时，磨削区内，砂轮与工件表面将会因电子逸出原因出现按一定规律排布电荷。同时，磨削区内气体也会因高温作用导致被激放电，使性气体电离成正离子电子。磨削区某些小区域内形成了由砂轮工件组成小电场，电场内，有性原子、正离子、电子、杂质、粉尘，不仅有性原子被电离过程，还有正离子与电子复合过程。电场作用下，部分磨屑将

6、呈现极性，根据异性相吸原理，与砂轮极性相反磨屑就被吸附砂轮工作表面。由于电场强度很小，所以吸附力也很弱，磨屑砂轮表面不牢靠，但借助于砂轮与工件之间较大机械压力，使已吸附砂轮表面磨屑能稳定地嵌入砂轮表面空隙之间。粘着型堵塞机理磨削过程绝大部分输入功率转化为磨削热，使磨削点温度高达1200K以上，如此高温作用下，磨削首先遇空气迅速氧化，形成低熔点金属氧化物，接着这些金属氧化物磨削区高温加热呈融化状态，覆盖砂轮表面，当砂轮上这部分表面再次参与磨削时，磨削力作用下，有被挤开，有强化，增加了与砂轮亲力附着力，还有被挤压

7、粘附工件表面隆起沟槽表面。通过多次随机磨削，磨粒四周将粘附许多磨屑，使磨削力增大，温度升高，由此形成恶性循环，加剧堵塞，直至磨粒破碎或脱落，这熔化性粘结。不同元素之间化学亲力粘结性堵塞又一重要原因。磨粒被磨削材料高温下接触，温度因素使它们活动能力增强，亲力加剧，当具备一定条件时，就导致化学反映，使磨粒磨屑砂轮表面生成一种丧失切削能力晶体。如刚玉类砂轮磨削钛合金时，磨屑很快地粘附磨粒上，并有向四周蔓延长大趋势，清除磨屑后，仍有一些残留物粘附磨粒周围，他们氧、钛、铝复杂化合物，这个过程说明发生了化学反应，方程式为

8、3Ti+2Al2O3=3TiO2+4Al，生成物以TiO2为主，一些游离铝分子，如改用碳化硅砂轮，堵塞会减轻，被磨削工件表面质量也有所提高，这因为钛碳化硅亲力小，磨粒表面不仅零散分布着一些粘附物，这些粘附物再次进入磨削区时，大部分摩擦、挤压作用下脱落。   三、砂轮自身对堵塞影响磨料不同磨料与工件材料化学亲力不同，磨削温度不同，磨削力不同，为了减少堵塞程度，不同工件材料，应选用不同磨料种类。用刚玉类