影響
平面磨床砂輪堵塞的因素分析
影響
平面磨床砂輪堵塞的因素主要有以下幾種。
(1)磨料種類
不同的
平面磨床砂輪其堵塞程度差別很大,從減少堵塞程度、改善磨削效果來看,不同的工件材料,應(yīng)該選用不同的磨料種類。如果所選用的磨料不能適應(yīng)工件材料的磨削性能,就易產(chǎn)生急劇堵塞,使加工無法正常進(jìn)行。
(2)磨料粒度
磨料粒度對
平面磨床砂輪堵塞有一定影響。一般來說細(xì)粒度比粗粒度容易產(chǎn)生堵塞現(xiàn)象。用 WA46ZRI的砂輪與WA60K1的砂輪比較,在同樣條件下,后者堵塞量大。但是用 WA20M和WA60M的砂輪比較,到一定的切人次數(shù)(125次)后,后者的堵塞量反而減少。因?yàn)榧?xì)粒度砂輪的孔隙容積和磨屑截面積都小,細(xì)粒度砂輪的切刃數(shù)增加,切屑也多,再加上磨削溫度升高等原因,因此在切人次數(shù)較小的范圍內(nèi),細(xì)粒度砂輪在孔隙內(nèi),磨粒和結(jié)合荊上的切屑以及切屑熔結(jié)物的數(shù)量就大。隨著切人次數(shù)增多,粗粒度砂輪與細(xì)粒度砂輪相比,切入深度要大,磨粒切刃磨損量就大,且磨削溫度上升,在孔隙里的切屑熔結(jié)物就增多。到一定次數(shù)后,粗粒度砂輪的堵塞量反而要超過細(xì)粒度砂輪的堵塞量。
(3)
平面磨床砂輪的硬度
砂輪的硬度對堵塞量影響較大,一般來說,砂輪越硬,堵塞量越大。一般情況下,砂輪硬度選用G~H,在一些難加工材料中,也常采用D~Q的硬度。
(4)砂輪組織
砂輪組織越密,工作的磨粒數(shù)越多,切削刃間距離變短,越容易堵塞。含有45%磨粒的砂輪比含49.2%磨粒的砂輪平均堵塞量要少一半;含有53%磨粒的砂輪比含49.2%磨粒的砂輪平均堵塞量要高兩倍。在磨削易產(chǎn)生堵塞的難加工材料時(shí),一般選用7~8級(jí)組織,大氣孔砂輪磨削效果較好。
(5)
平面磨床砂輪線速度
砂輪線速度的影響比較復(fù)雜,當(dāng)砂輪線速度從28.8m/s提高到33.6m/s時(shí),提高了16%,而堵塞量增加了3倍。因?yàn)樯拜喚€速度的增加使磨粒的最大切深減小,切屑截面積減小,同時(shí)切削次數(shù)和磨削熱增加,這兩個(gè)因素均使堵塞量增加,但是當(dāng)砂輪線速度高達(dá)一定程度時(shí)(如達(dá)50m/s以上),砂輪的堵塞量反而大大下降。
生產(chǎn)實(shí)踐表明:在磨削不銹鋼、高溫合金時(shí)速度為55m/s的砂輪比30m/s砂輪的堵塞量減少30%~100%。因此,在磨削難磨材料時(shí),要么采用低于20m/s的速度,要么采用高于50m/s的速度,選在其之間的磨削速度對砂輪的堵塞是很不利的。當(dāng)然,對于各種工件材料來說,各有一定的堵塞量最小的臨界砂輪速度值。
(6)徑向切入量
徑向切入量對砂輪堵塞的影響呈駝峰趨勢,當(dāng)徑向切人量較小時(shí),產(chǎn)生堵塞現(xiàn)象,隨著切人量的增加,平均堵塞量也增加。當(dāng)切人量增大到一定程度時(shí),堵塞量又呈減少趨勢,之后隨著切人量的繼續(xù)增加,堵塞量又急劇上升。
在磨削難磨材料時(shí),控制和掌握最后一次徑向切人量,對于提高工件的表面質(zhì)量和精度至關(guān)重要?,F(xiàn)場磨削常碰到這樣的問題,當(dāng)用0.005mm的切入量進(jìn)行最后一次磨不銹鋼時(shí),往往是砂輪在工件表面打滑而始終達(dá)不到要求,繼續(xù)磨削就會(huì)造成“啃傷”工件,甚至造成報(bào)廢。而最后一次磨削采用0.02mm的徑向進(jìn)給量,工件表面的粗糙度、精度往往能達(dá)薊要求。其主要原因就是徑向切入量對砂輪有較大影響之故。
(7)工作臺(tái)速度
工作臺(tái)速度從1.2m/min降低至0.5m/min時(shí),砂輪堵塞量增大5倍:在0.5m/min條件下,產(chǎn)生細(xì)小切屑,大部分侵嵌在孔隙里;當(dāng)速度為1.2m/rain時(shí),產(chǎn)生長屑,只嵌壓在大氣孔內(nèi)。因此,在同樣的總磨量下,工作臺(tái)速度對砂輪堵塞的影響是:工作臺(tái)速度越慢,磨粒磨削工件的次數(shù)就越多,從而被磨表面的溫度就越高,堵塞量增加。
(8)砂輪修整速度
修整
平面磨床砂輪的目的是排除鈍化的磨粒,露出新的磨粒,同時(shí)也出現(xiàn)新的空隙部分。砂輪修整速度對堵塞也有明顯影響。例如,砂輪用0.3m/min的修整速度比0.6m/min時(shí)的砂輪磨削堵塞量增加了2倍,用0.6m/min的修整速度比1.22m/min時(shí)的堵塞量增加了10倍。這是因?yàn)樯拜喰拚俣鹊蜁r(shí),砂輪工作面平坦,單位面積內(nèi)有效磨刀數(shù)增加,使切屑的截面積變小,切屑數(shù)量增多,故易產(chǎn)生堵塞。當(dāng)砂輪修整速度高時(shí),砂輪工作面變粗,有效磨粒數(shù)減少,在砂輪表面出現(xiàn)凹部,起到孔隙作用;切屑易被沖走,熔結(jié)物容易脫落。因此,各種砂輪修整時(shí)均有一最佳的速度范圍。
(9)工件速度
工件的速度對砂輪堵塞程度的影響,與切削條件中其他因素有密切關(guān)系。在所給的實(shí)驗(yàn)條件下,工件線速度提高一倍,砂輪堵塞量增加三倍。這是因?yàn)楣ぜ俣仍礁撸チG腥肷疃染驮綔\,切屑截面積變小,相當(dāng)于砂輪特性變硬,故容易引起砂輪堵塞。
(10)磨削液
不同的磨削液對磨削效果影響很大,目前通用的乳化液含有大量礦物油和油性添加劑,稀釋后呈水包油乳白色液體,它的比熱容和熱導(dǎo)率小,在劇烈摩擦過程中很容易造成
平面磨床砂輪與工件之間的黏附磨損和擴(kuò)散性磨損,使砂輪堵塞,磨削力增加,最后引起磨粒過早破碎和脫落,使磨削比降低。因此,選用優(yōu)良的磨削液對改善磨削性能有重要作用。近些年來,針對不同的磨削材料研究出了一些新的磨削液(見第5章)。即使如此,優(yōu)良的磨削液對今后的磨削研究來說仍是一個(gè)主要的研究方向。
(11)磨削方式
一般來說,切入磨削比縱向磨削堵塞嚴(yán)重。由于切入磨削時(shí),砂輪與工件間接觸面積大,磨粒切削刃在同一條磨痕上要擦過幾次,加上磨削液進(jìn)入磨削區(qū)困難,故密削時(shí)熱量高,易造成堵塞的條件??v磨時(shí),首先接觸工件材料的是砂輪一側(cè)緣,接觸面積小,磨削液容易進(jìn)入磨削區(qū),磨粒磨損只是發(fā)生在最先接觸的一側(cè)緣。當(dāng)磨損面增大到一定程度時(shí),在磨削力作用下磨粒破碎、斷裂,實(shí)現(xiàn)自銳。大多數(shù)磨粒能處于鋒利狀態(tài)下工作,使磨削力和磨削熱相對來說較低。同時(shí),受磨削力和磨削熱影響區(qū)的相當(dāng)一部分可以順縱磨方向排出到工件之外,故降低了發(fā)生化學(xué)黏附的可能性。上述因素的綜合影響使縱磨比切人磨的砂輪堵塞程度低一些。