砂轮磨具的选用

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1、磨削及磨削机理一、磨削概述1.磨削：指用磨具进行去除材料的加工方法。2.分类：按其加工对象可分六种基本类型：平面磨削、外圆磨削、内圆磨削、无心磨削、自由磨削、环端面磨削。按砂轮与工件相对运动关系又可分往复式、切入式及综合磨削。按工件与砂轮干涉处运动方向又可分顺磨和逆磨两种方式。轴承行业采用无心夹具磨削轴承套圈，常用顺磨方式，即砂轮与工件在切向处旋转方向相同。3.磨削主要运动参数：磨削主运动即砂轮高速回转。不同类型的进给形式又有不同的运动参数。外圆及内圆磨削除主运动外，还有径向进给（砂轮及工件沿其半径方向的运动）运动、轴向进给（砂轮及工件沿其轴线方向）运动、圆周运动。其中工件转速的选择原则：

2、在保证工件表面粗糙度要求的前提下，应使砂轮在单位时间内切下最多的磨屑而砂轮磨耗最少。一般取υ砂：υ工=80~160。4.磨削加工的特点：返回目录第4页参与磨削的磨粒数极多；起切削作用的磨粒数具有特殊性质；磨粒具有一定的脆性及热稳定性；磨粒切削刃形状不规则，单颗粒切入深度小；磨具具有较好的自锐性；比磨削能大；可获得高精度低粗糙度表面。二、磨削过程在磨粒切削刃与工件接触的全过程中，存在三个明显不同特征的区域，即弹性滑擦区、塑性耕犁区和切削区。而磨粒进入切削区域的过程中，磨粒切刃与工件之间的干涉深度从零开始逐渐加深。正是由于磨削过程中存在弹塑性变形，才使得磨粒在切削过程中与工件的表面生成曲线、理

3、论干涉曲线、实际干涉曲线不重合，从而导致磨削残留余量、降低磨削精度。三、磨削几何参数磨削中存在的表征输入条件参数有：磨刃几何参数、有效磨粒数、切削厚度、接触弧长、砂轮当量直径等。表征输出主要参数有：材料磨除率、砂轮磨耗率、磨削比、比磨削力、功率消耗、表面粗糙度、磨削比能、加工精度及表面完整性等。其中磨刃几何参数、有效磨粒数、切削弧长、磨削比等做为基本磨削参数。1.连续切刃间隔：通常把实际参加切削的切刃示为有效切削刃，它不仅跟砂轮表面几何参数有关，它也随υ砂、υ工或a厚的变化而变化。返回目录第5页2.磨粒最大切入深度：指单颗磨粒最大切入深度对磨削加工的力和热有着直接影响，进而影响整个加工质量

4、、砂轮耐用度、磨削效率及磨削能的消耗。单颗磨粒最大切入深度g为：g＝2α（其中α-----连续切刃间隔；υs-----砂轮转速；υw-----工件转速；αe-----砂轮切深；ds、dw------砂轮直径、工件直径）此公式虽近似而得，但对磨削加工却有重要指导意义。其中外圆磨削取正，内圆磨削取负。3.切削弧长：一个切刃在一次切削中所产生的切屑，其未经变形的长度，又叫砂轮接触弧长ι′=ι±=（1±其中顺磨时取负，逆磨时取正。4.平均切削面积：磨削中，磨粒切刃所受的力与磨粒的切削面积成比例。一个切屑的断面积是瞬时变化的，只有讨论平均切屑断面积。这里引入比磨除率，即砂轮单位宽度上，单位时间内磨除

5、工件体积称比磨除率Z′=νwae。若取返回目录第6页切屑弧长与接触弧长相等，则平均切断面积am=w2（其中w表示平均切刃间隔）四、磨削力1.磨削分力磨削力是磨削过程中切削力和摩擦力的总和，由于磨削力大小方向不断变化，所以一般将磨削力分解成三个力其中Fn------法向磨削力。三分力最大，与砂轮和磨粒抗压强度及系统刚性有密切关系。Ft-------切向磨削力。直接影响磨削时有效功率的消耗Fa-------轴向磨削力。总磨削力在砂轮轴线方向分力。一般Fn＞Ft＞Fa。且Fn/Ft可间接说明砂轮工作表面磨粒锋利程度，即可作为砂轮耐用度判断依据之一。单个切刃的分力公式：Fn=σ′bae；Ft=λσ

6、′bae；Fa=σ′bae。从上式可以看出：磨削各分力都与磨削宽度、砂轮切入深度、工件速度成比例增加，与砂轮速度成比例返回目录第7页减小。在实际磨削中，严格解析磨削力是困难的，在工程上常简化其公式，如Ft=k0（其中k0为磨削系数）2.比磨削能指磨除工件上单位体积的金属所消耗的能量叫比磨削能。U=W/V=。它对估算磨削力和功率消耗有重要意义。五、磨削热金属切削时绝大部分能量转化为热能，这些热能传散在切屑、刀具、工件上。其中车削、铣削等普通切削方式，热量都是被切屑带走，而对与磨削来说由于切削的金属层非常薄所以大约60%~90%的热量都传入工件，这些热量来不及导入工件更深处所以在局部形成高温，

7、并在表层形成极大的温度梯度。当这些局部温度达到一定临界值时，就会在工件表面形成热损伤（如表面氧化、烧伤、残余应力、裂纹等），也影响工件尺寸精度。所以控制磨削热非常关紧。返回目录第8页1.磨削热产生与传散磨削热来源于磨削功率的消耗。磨削热量Q分配如下：Q=QW+QS+QC+QO+QU（QW、QS、QC、QO、QU分别表示：传入工件热量、传入砂轮热量、传入切屑热量、传入切削液热量、、辐射热量）。热量的分配还跟工件、砂轮的导热