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砂輪選擇在磨削中的重要性

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砂輪選擇在磨削中的重要性

發布日期:2017-03-09 作者: 點擊:

磨削加工一般作為工件加工的終工序,其任務就是要保證產品零件能達到圖紙上所要求的精度和表面質量。磨削表面粗糙度與零件精度有密切關系,一定的精度應有相應的表面粗糙度。一般情況下,對尺寸要進行有效的控制,則粗糙度Ra值應不超過尺寸公差的八分之一,磨削表面粗糙度對零件使用性能的影響是:表面粗糙度值越小,則零件的耐磨性,耐蝕性,耐疲勞性越好。反之則相反。因此,在磨削加工中,必須注意降低表面粗糙度。影響磨削加工表面粗糙度的主要工藝因素中砂輪粒度對其有顯著影響,砂輪粒度越細,同時參與磨削的磨粒就越多,則磨削表面粗糙度就越低。一般磨削時取46~80號粒度的砂輪,精磨時應選用150~240號粒度的砂輪,鏡面磨削時應選用W10~W7粒度的樹脂石墨砂輪,可獲得較好的工件表面粗糙度。

    近年來隨著新技術的開發應用,高精度磨削技術的發展,使磨削尺寸達到0.1~0.3μm,表面粗糙度達到0.2~0.05μm,磨削表面變質層和殘留應力均甚小,明顯提高的加工質量。成形磨削,特別是高精度的成形磨削,經常是生活中的關鍵問題。成形磨削有兩個難題:一是砂輪質量,主要是砂輪必須同時具有良好的自礪性和形廓保持性,而這二者往往是有矛盾的。二是砂輪修整技術,即高效、經濟的獲得所要求的砂輪形廓和銳度。因而為了提高磨削的效率和精度,特別是對于難加工材料的高效精加工,高效和強力磨削采用了CBN砂輪,使得強力磨突破傳統磨削的限制,生產率成倍提高,有些零件的毛坯不需要經過粗加工,可直接磨削成為成品,這不僅提高了加工效率,同時還提高了加工質量。如SG磨料。它是一種新穎的陶瓷氧化鋁磨料,以純剛玉為原料,將其在水中與氧化鎂之類媒介結合,產生塊狀膠凝物,干燥之后形成脆性物體。再將其碾碎至所需粒度,在1300℃到1400℃到溫度下燒結而成。其硬度大大高于普通氧化鋁,且韌性好,因此可以在較高速度和較大載荷條件下運轉,金屬磨除率比普通氧化鋁高三倍以上。它Z大的優點是磨削區溫度低,砂輪始終具有鋒利的磨削刃,砂輪形狀保持性好、時間長。立方氮化硼磨削。它是一種堅硬而耐磨的磨料,并具有高的導熱性和耐化學侵蝕等優異的性質。Z新一代的磨料是以尖銳、高強和可用于無支撐切削為特征的,這些特征可降低磨削加工過程中的磨削力,從而減少對工件的損傷。
    實際上,對磨料合成條件控制得嚴格與否將會直接影響到磨粒的Z終晶型和包括強度、熱穩定性和斷裂特征在內的物理性質,從而影響到它的使用性能。如De Beers公司生產的四種ABN產品,這四種產品每種都具有自己不同的特性。ABN200是脆性的黑色磨料,主要用于陶瓷粘結磨削工具和金屬包敷樹脂粘結的磨削工具。ABN300具有與ABN200相似的強度,但顏色為琥珀色,通常應用于金屬和環氧樹脂粘結的磨削工具。ABN600為黑色,是一種典型的具有特定晶面的高強立方氧化硼磨料,也是應用于金屬和環氧樹脂粘結的磨具。ABN800則是Z新一代的高強單晶立方氧化化硼材料。ABN800具有與ABN600相似的強度,但是,可以看到兩者存在著顯著的不同,前者具有尖銳棱角和高熱穩定性。
    在磨削過程中,塊狀或圓的磨??煽紤]采用與工件呈較大的負前角進行磨削。而對尖銳的多角狀的粒子在多數情況下采用較大的正前角進行磨削。因此,在磨削碳化物含量較高的鋼(如某些高速鋼)時,Z好選擇具有負前角的磨料粒子。當加工更硬的強韌材料(如某些高速鋼和表面硬化鋼)時,具有較大的正前角的尖銳多角狀磨粒具有潛在的優勢。
    緩進給磨削中磨料特征的影響。在磨削過程中加在單個磨料粒子上載荷的種類與大小都將影響到磨粒的切削性能,進而影響到Z佳磨料的選擇。為說明這點,進行了臺下的試驗:使用端頭半徑為0.5mmr90°V型陶瓷粘結砂輪磨削M2高速鋼,對兩種ABN600和ABN800磨料進行測試,并對法向磨削力、功率和砂輪的磨損進行監測??梢钥吹?,ABN800法向磨削力較低。當進給量提高時,切削率增加,磨削力也同時提高。但對于ABN800砂輪,磨削力的提高相對較小。而磨削功率隨進給量的增加而提高的趨勢與ABN600基本相同。盡管對于ABN800磨料制成的砂輪測出的磨削力和能量較低但曲率為0.5mm砂輪端面的磨損也同時減小。當進給量從而200mm/min提高到300mm/min時,三個參數增中的相對百分比,即切削功率提高50%。隨著磨削條件的惡劣程度加劇,具有尖角狀特征的磨粒的優點表現得更為突出。
    鎳鉻鋼是一種較難磨削的材料。針對有尖銳棱角的磨料去屑率高的特點,用陶瓷粘結的砂輪對牌號為718的鎳鉻鋼進行磨削試驗。對兩種高強磨料,ABN600和ABN800進行了如前的試驗??梢钥吹?,與ABN600相比,在工作臺速度為150mm/min和200mm/min時,ABN800仍保持它的優點。當工作臺速度進一步提高到300mm/min時,兩種砂輪都表現出高的砂輪磨損速率。然而,試驗結果表明,當使用尖銳磨料制成的砂輪磨削同樣的材料時,在150mm/min和200mm/min的兩種速度下,都可以得到合理的砂輪壽命。
    使用樹脂粘結的砂輪進行M2高速鋼平面磨削試驗。實驗中,用ABN600和ABN800兩種磨料制成的小砂輪的尺寸為125mm×6mm。實驗結果表明,使用尖銳的磨料的砂輪壽命長,而磨削功率低。


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