絕大多數(shù)磨削工作均由高速回轉(zhuǎn)的砂輪進行切削,而
平面磨床砂輪(磨具)又是一種脆性物體,在其制造、運輸和使用過程的各個環(huán)節(jié)中,有許多因素影響其強度,從而影響使用時的安全性。圖列出了影響磨具安全使用的各種因素。
磨具的安全使用
磨具的運輸與保管
磨削操作
砂輪的安全速度
砂輪的裝夾
砂輪的平衡
磨削時的安全操作
磨具的安全防護
?、倌ゾ叩倪\輸與保管 為避免磨具在運輸和保管過程中受到損傷,必須注意以下事項。
a.長途運輸時要用木箱或柳條筐妥善包裝,并用稻草或鋸末等軟質(zhì)物質(zhì)將磨具分隔開。搬運時要防止碰撞和沖擊,堆放要穩(wěn)當。
b.陶瓷磨具不要放在潮濕或冰凍的地方;橡膠磨具不宜與油接觸;樹脂磨具不能與堿接觸,否財會降低磨具的強度及其磨削能力。
c.磨具應存放在于燥的地方,室溫不應低于5度。
d.磨具應按規(guī)格分開放置,存放處應設有標志,以免出現(xiàn)混亂和差錯。
e.放置位置和設置方法應視磨具形狀和大小而定。較大直徑或較厚的砂輪采用直立或稍傾斜地擺放,較薄和較小的砂輪應平疊擺放,但疊放高度不要超過500~600mm。橡膠或樹脂薄片砂輪的疊放高度要在200mm以下,并在其上下各放一塊平整的鐵板,可防止砂輪變形或破裂。小直徑砂輪(50mm以下者)可用繩索串起來保管。碗形、杯形和碟形等異形砂輪應將其底朝下一個一個地疊放,但放置高度不要太高。
f.橡膠和樹脂都有“老化”現(xiàn)象,所以這兩類結(jié)合劑的磨具存放期一般不能超過一年。超過存放期的磨具,必須重新檢查后才能使用。
g.經(jīng)過改制后的砂輪,必須重新經(jīng)過回轉(zhuǎn)檢驗后才能使用。
?、谏拜喌陌踩俣葹榱瞬恢略斐刹铄e,砂輪上均印有安全工作速度的標志,特別是高速砂輪,更應有醒目的特殊標志。必須按砂輪上標志的工作速度使用。普通磨具的最高工作速度見表2—12。
表 普通磨具的最高工作速度(摘自(二B2494 1995)
序號 | 磨具名稱 | 形狀代號
| 最高工作速度/m.s-1 |
陶瓷結(jié)合劑 | 樹脂結(jié)合劑 | 橡膠結(jié)合劑 | 菱苦土結(jié)合劑 | 增強樹脂結(jié)合劑 |
1 | 平形砂輪 | 1 | 35 | 40 | 35 | - | - |
2 | 絲錐板牙拋光砂輪 | 1 | - | - | 20 | - | - |
3 | 石墨拋光砂輪 | 1 | - | 30 | - | - | - |
4 | 鏡面磨砂輪 | 1 | - | 25 | - | - | - |
5 | 柔性拋光砂輪 | 1 | - | - | 23 | - | - |
6 | 磨螺紋砂輪 | 1 | 50 | 50 | - | - | - |
7 | 樹脂重負荷鋼坯修磨砂輪 | 1 |
| 50~60 | - | - | - |
8 | 筒形砂輪 | 2 | 25 | 30 | - | - | - |
9 | 單斜邊砂輪 | 3 | 35 | 40 | - |
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10 | 雙斜邊砂輪 | 4 | 35 | 40 | - |
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11 | 單面凹砂輪 | 5 | 35 | 40 | 35 |
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12 | 環(huán)形砂輪 | 6 | 30 | 35 |
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13 | 雙面凹一號砂輪 | 7 | 35 | 40 | 35 |
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14 | 雙砥凹二號砂輪 | 8 | 30 | 30 |
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15 | 碗形砂輪 | 11 | 30 | 35 |
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16 | 碟形砂輪 | 1 2a 12b | 30 | 35 | - |
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17 | 單面凹帶鑲砂輪 | 23 | 35 | 40 |
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18 | 雙面凹帶鍛砂輪 | 26 | 35 | 40 |
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19 | 鈸形砂輪 | 27 | - | - |
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| 60~80 |
20 | 砂瓦 | 31 | 30 | 30 |
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21 | 螺栓緊圈平形砂輪 | 36 | - | 35 | - |
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22 | 單面凸砂輪 | 38 | 35 | - | - | - |
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23 | 薄片砂輪 | 41 | 35 | 50 | - |
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24 | 磨轉(zhuǎn)子槽砂輪 | 41 | 35 | 35 |
| - | 60~80 |
25 | 碾米砂輪 | JM1-7 | 20 | 20 |
| - |
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26 | 菱蟲砂輪 |
| - | - |
| 20~30 |
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27 | 磨保安刀片砂輪 | JD1-3 | - | 25 |
| 25 |
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28 | 高速砂輪 |
| 50~60 | 50~60 |
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29 | 磨頭 | 52 53 | 25 | 25 |
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30 | 棕剛玉30 #及更粗及更硬砂輪 | - | 40 | 40 |
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31 | 緩進給強力磨砂輪 | - | 35 | - |
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32 | 小砂輪 | - | 35 | 35 |
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注:特殊最高速度的磨具,應按用戶要求制造,但必須有醒目標志。
③砂輪的裝夾
a.砂輪安裝前,必須校對其安全工作速度;標志不清或無標志的砂輪,必須重新進行回轉(zhuǎn)檢驗。
(a)砂輪裝在(b)砂輪直按裝 (c)鎊謖安豢法蘭盤上
圖 砂輪的安裝
b.安裝砂輪前,要用木槌輕敲砂輪,如發(fā)現(xiàn)砂輪(特別是陶瓷砂輪)有啞聲時,說明砂輪內(nèi)部可能存在裂紋,這種砂輪不能使用。
c.夾在砂輪兩邊的法蘭盤,其形狀、大小要相同。法蘭盤的直徑一般為砂輪直徑的一半,內(nèi)側(cè)面要有凹槽。在砂輪端面與法蘭盤之間。要墊上一.塊厚度為1~2turn的彈性紙板或皮革、耐油橡膠墊片,墊片的直徑應稍大于法蘭盤的外徑。圖(a)、(b)所示為正確安裝,圖2(c)所示為錯誤安裝。
d.應依次對稱地擰緊法蘭盤螺釘,使夾緊力分布均勻。但不得用力過大,以免壓裂砂輪。
e.砂輪裝好后,應經(jīng)過一次靜平衡才能裝到
磨床上去。如果采用圖(b)所示安裝法,或者裝在沒有平衡塊的小法蘭盤上,則應檢查砂輪的徑向偏擺。偏擺過大時,要重新安裝砂輪。
④砂輪豹平衡引起砂輪不平衡的原因很多:砂輪的幾何形狀不對稱,兩端面不平行,外周與孔不同心。砂輪各部分的組織不均勻,裝夾時砂輪偏心和磨削過程中砂輪的不均勻磨損等,都是造成砂輪不平衡的重要原因。
砂輪不平衡質(zhì)量的存在使砂輪的重心偏離回轉(zhuǎn)曲線。砂輪旋轉(zhuǎn)時,便產(chǎn)生一個離心力P(圖2-29)。此力的大小與砂輪的轉(zhuǎn)速有直接關系。例如,一個外徑為400mm的砂輪,其重量(w)約為110N,假設偏心e=lmm,當砂輪轉(zhuǎn)速挖。
如果是高速磨削,則砂輪轉(zhuǎn)速3000r/rain,此時離心力可高達1107N。
這樣大的離心力不僅使軸承受到方向不斷變化的徑向力P。和Pb的作用而加速磨損,砂輪主軸也因此而產(chǎn)生強迫振動,影響被加工工件的表面質(zhì)量,甚至可能導致砂輪破裂。因此,為使砂輪能平穩(wěn)而安全地工作以獲得良好的磨削效果,對于直徑大于250mm的砂輪,都需要進行仔細的平衡。
砂輪的平衡方法有三種:靜平衡、動平衡、自動平衡。
a.砂輪的靜平衡。砂輪的靜平衡如圖2—30所示。平衡架由兩個立柱2和底座1組成,每個立柱上均有一個圓柱支承3(或棱形刀口)。圓柱支承經(jīng)過淬火和精磨,并嚴格校正至水平位置。需要平衡的砂輪裝夾在法蘭盤上,并套在平衡心軸4上,然后放到圓柱支承上進行平衡。下面介紹兩種靜平衡方法。
重心平衡法:這種方法是首先找出重心位置,然后裝上平衡塊進行平衡。
找重心的方法:將砂輪套入平衡心軸,放到平衡架圓柱支承上輕輕滾動。如果砂輪熏心與旋轉(zhuǎn)軸心重合,砂輪無論滾到什么角度都可停下靜止不動;如果不重合,則因偏心e[圖(a)]而產(chǎn)生對軸線X的轉(zhuǎn)動力矩,使砂輪在圓柱支承上來回擺動,擺動停止時,其重心必處于通過軸心的垂線下方位置[圖(b)]。
重心找到以后,在重心相反的方向、半徑為R的卡盤圓槽中緊固一個重量為W。的第一塊平衡塊,則砂輪達到平衡。但有時用一塊平衡塊很難達到要求,因此必須在對稱于平衡塊7"1,處緊固另外的兩塊或多塊重量相等的平衡塊,同時沿圓槽對稱地移動此平衡塊,直到使砂輪達到平衡為止。
三點平衡法:將重量相等的三塊平衡塊。等分固定在砂輪法蘭盤的圓槽上,先取任意一塊放在垂直方向的上方,如果砂輪重心與回轉(zhuǎn)中心重合或者重心與圓轉(zhuǎn)中心在同一垂線上時,砂輪都將靜止不動,爵將另外兩塊平衡塊。分別轉(zhuǎn)到垂線的上方,若砂輪仍然不動,說明砂輪是平衡豹,如果砂輪順時針方向轉(zhuǎn)動,說明重心在右邊的某一位置,需將平衡塊竹,向左移動P1的距離,使砂輪處于暫時的平衡,此時各平衡塊和砂輪重心所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)動力矩將滿足下述平衡方程的要求:
圖 砂輪的動態(tài)不平衡 圖用三點平衡法平衡砂輪
將砂輪轉(zhuǎn)過120°,使平衡塊行,轉(zhuǎn)到垂線的上方,此時砂輪又可能處于不平衡狀態(tài),需將平衡塊竹:向右移動,使砂輪再次平衡。
用上述方法移動平衡塊n3,使砂輪又處予平衡狀態(tài)。通過一次調(diào)整三塊平衡塊的位置,砂輪往往還不能在任何角度都達平衡,兩只是逐漸趨于平衡。反復調(diào)整數(shù)次,砂輪即可達到平衡。
b.砂輪的動平衡。經(jīng)靜平衡后的砂輪,一般可以滿怒一定的使用要求。但是,由于受平衡架導軌的水平精度、平衡心軸的圓度及滾動摩擦等因素的影響,靜平衡的精度仍不太高。對于大直徑砂輪,由于重量很大,靜平衡時不僅勞動強度很大,費時較多,同時由于過大的重量會使平衡架和平衡心軸產(chǎn)生變形,因而會影響靜平衡精度。此外,用靜平衡法平衡寬砂輪時只能達到靜態(tài)平衡,當砂輪高速旋轉(zhuǎn)時,又可能產(chǎn)生動態(tài)不平衡。如圖2—34所示,在砂輪上有一不平衡量mx,距砂輪回轉(zhuǎn)中心的距離,則轉(zhuǎn)動力矩為。此時可以用靜平衡法在砂輪的左端或者右端的法蘭盤圓槽上固定一定重量的平衡塊,使砂輪達到平衡。但當整個組件高速旋轉(zhuǎn)時,便會產(chǎn)生兩個數(shù)值相等、方向相反的離心力P 7和P,從而產(chǎn)生力矩,此力矩有使整個組件沿其作用方向轉(zhuǎn)動的趨勢,并給每個軸承座一定的支反力P。和P b。當軸旋轉(zhuǎn)時,作用于軸承座上的支反力的方向不斷變化雨引起振動。因此,對于高精度磨床和大砂輪、寬砂輪磨床,要采用動平衡方法,方能達到較好的平衡效果。
砂輪的動平衡可用HYQ022A動平衡儀(上海機床廠生產(chǎn))進行。HYQ022A動平衡儀由傳感器、電子儀器和閃光燈組成。砂輪組件的不平衡所引起的振動,由傳感器接收轉(zhuǎn)換成電信號,經(jīng)放大器放大,一方面在儀器上指示出不平衡量的大小,另一方面通過閃光燈發(fā)出的同步閃光信號顯示出砂輪組件重心偏移的方位,找出砂輪組件的不平衡重量和方位后,通過加平衡塊或移動平衡塊的位置,便可使砂輪組件達到動平衡。
c.砂輪的自動平衡。經(jīng)過靜平衡或動平衡的砂輪,由于使用過程中的多次修整和對磨削液吸附的差異,以及磨削過程中的不均勻磨損等,會使砂輪產(chǎn)生新的動態(tài)不平衡。因此,在高精度磨削和高速磨削時,常采用砂輪自動平衡裝置,對砂輪的不平衡情況隨時進行檢測,并加以自動補償,使砂輪在磨削過程中始終保持良好的平衡狀態(tài)。
我國已研制出多種砂輪自動平衡裝置,均可獲得較好的平衡精度,具有一定的實用價值。