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          外圓磨床工程技術中心詳解磨削力與磨削熱的技術方案

          作者:admin 發布時間:2019/10/12 瀏覽量:1411

          數控外圓磨床磨削是一個系統的工程。如果只是一個砂輪一個磨床,通電就能磨工件,那真是太沒難度了。如果想讓磨削問題搞透,是需要參與到磨削的整個系統且要進行分解才能搞透。

          一、磨削力。

          ①.磨削力的來源和分解。

          磨削時有大小相等、方向相反的力作用在砂輪和工件上,這個在磨削過程中產生的力稱為磨削力(切削力)。

          磨削力主要由兩部分組成:磨粒在切除金屬時要使被切金屬產生很大的塑性變形,而形成得到切削力;磨粒和工件表面之間在切削時產生的磨削力。

          ②.磨削力對加工的影響。

          磨削時磨粒以負前角切削,刃口圓角半徑R往往要比背吃刀量要大,故磨粒對工件的徑向擠壓力很大,一般Fp=(2~3)FC。由于較大的徑向力作用,使機床~工件~砂輪組成的工藝系統產生較大的彈性變形,從而影響磨削精度。

          如工件由于徑向力和切向力的作用產生變形,其軸心相對移動為e,會造成工件的直徑誤差。

          由徑向力引起的工藝系統變形,往往使實際背吃刀量與砂輪進給刻度盤上所示的樹值有差別。因此,合理的磨削循環是在進給后要停留一下,以消除由徑向力產生的變形,這種不進給的磨削稱光磨或者無火花磨削。當磨削細長軸時,由徑向力作用,工件被磨成鼓形。

          砂輪的特性、砂輪的磨削寬度、工件材料、磨削用量(ap、f)對徑向力有很大影響。 

          二、磨削熱。

          1. 磨削熱及其傳導。

          磨削時,砂輪對工件表面的劇烈摩擦,使磨削局部區域的瞬間溫度達到1000℃以上。

          磨削火花,就是磨屑在空氣中氧化、燃燒的現象。磨粒與工件間的摩擦以及金屬層的塑形變形能量全部轉化為熱能,故磨削熱及其傳導可用下式表示:

          Q=Q摩擦+Q變形=Q工件+Q磨屑+Q砂輪+Q介質

          2.磨削熱對加工的影響。

          ①. 造成工件表面燒傷:在瞬間高溫作用下工件表層可能被燒傷。

          所謂燒傷,一般是淬硬工件表面的金屬材料在磨削熱作用下發生不均勻的退火。于是工件表面硬度降低,從而影響到零件的使用性能和壽命。

          嚴重燒傷的工件表面肉眼就能看出,表面呈現一層焦黃色或焦黑色的氧化膜。

          輕微燒傷的工件表面呈淡黃色。磨削導熱性能差的材料,如軸承鋼、耐熱合金鋼等,最容易產生燒傷。

          ②. 工件表面殘余應力和裂紋:當磨削區的溫度達到使金屬材料的金相組織發生變化(簡稱相變)時,使金屬表層產生金相組織變化,并產生應力。當局部應力超過工件材料的強度極限時,工件表面就產生裂紋。

          ③. 影響工件的加工精度:磨削熱會使工件產生熱膨脹變形,影響工件的形狀精度和尺寸精度。

          ④.減小磨削熱的措施。

          A. 根據工件的材質,合理選用砂輪要素,使磨削性能達到最佳化。

          砂輪的硬度對磨削熱有較大影響。當干磨或工件與砂輪接觸弧長較長時,為了避免燒傷,可選用較軟的砂輪,以發揮砂輪的自銳性。

          在磨削量特別大的情況下,可選用大氣孔砂輪,不易堵塞,切削力強且散熱快。

          B. 采取良好的冷卻措施,如選用合適的切削液或高壓冷卻均可使冷卻條件得到改善。目前對大批量生產的磨床,采用切削液調溫裝置使切削液在常溫下冷卻工件。

          C. 合理選用磨削用量。當砂輪的圓周速度提高時,單顆磨粒的磨屑厚度減小,但砂輪與工件表面間的摩擦次數增加,磨削熱也相應增加,工件表面容易燒傷。

          工件速度提高雖然使磨削熱有所增加,但因為減小了工件在磨削區域的接觸時間,對散熱有利。故粗磨時工件速度應適當高些。

          背吃刀量對磨削熱的影響最大。如采用精細修整的砂輪用較大背吃刀量磨削,易產生燒傷現象。

          能搞懂磨削力與磨削熱,那么那么離“磨削高手”真的又近一步啦!明鑫機床高端數字外圓磨床提供技術支持。



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