_*_*第十二章磨削內(nèi)圓磨削外圓磨削平面磨削 一般平面磨削超精磨削加工第一節(jié) 砂輪的特性及選擇砂輪由磨料、結(jié)合劑、氣孔組成一、磨料分為自然磨料和人造磨料人造磨料氧化物系〔Al2O3〕碳化物系碳化硅系碳化硼系超硬材料系人造金剛石系立方氮化硼系二、粒度表示磨粒顆粒尺寸的大小＞63μm號(hào)數(shù)為通過篩網(wǎng)的孔數(shù)／英寸〔25.4mm〕 機(jī)械篩分 一般磨粒精磨細(xì)粒降低粗糙度粗磨粗粒提高生產(chǎn)率精磨細(xì)粒降低粗糙度粗磨粗粒提高生產(chǎn)率高速時(shí)、接觸面積大時(shí)粗粒軟韌金屬粗粒防糊塞硬脆金屬細(xì)粒提高生產(chǎn)率防燒傷三、結(jié)合劑1、陶瓷結(jié)合劑〔A〕常用由黏土等陶瓷材料配成彎扭力〔S〕切斷、開槽酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂性物質(zhì)易反響、不易長(zhǎng)期存放〔X〕薄砂輪、切斷、開槽、無心磨導(dǎo)輪人造橡膠特點(diǎn)：彈性好、強(qiáng)度好、氣孔小、耐熱性差、生產(chǎn)率低〔Q〕磨硬質(zhì)合金、玻璃、寶石、半導(dǎo)體材料青銅結(jié)合劑〔制作金剛石砂輪〕特點(diǎn)：強(qiáng)度高、自礪性差、形面成型性好、有確定韌性四、硬度分為超軟、軟、中軟、中、中硬、硬、超硬工件材料硬砂輪軟些防燒傷精度、成形磨削軟砂輪硬砂輪充分發(fā)揮磨粒作用保持廓形粒度號(hào)大 軟砂輪 防糊塞有色金屬、橡膠、樹脂 軟砂輪 五、組織磨粒、氣孔、結(jié)合劑體積的比例關(guān)系：嚴(yán)密〔0～3〕、中等〔4～7〕、疏松〔8～14〕〔磨粒占砂輪體積％↘〕氣孔、孔穴開式〔與大氣連通〕 占大局部，影響較大閉式〔與大氣不連通〕 影響小開式空洞型蜂窩型 成砂輪內(nèi)部主要的冷卻通道管道型5～50μm六、砂輪的型號(hào)標(biāo)注P300x30x75WA60L6V3530030，75其次節(jié) 磨削運(yùn)動(dòng)1、主運(yùn)動(dòng)砂輪外圓線速度 2、徑向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)進(jìn)給量fr 工件相對(duì)砂輪徑向移動(dòng)的距離間歇進(jìn)給mm/st單行程連續(xù)進(jìn)給mm/dstmm/s雙行程3、軸向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)進(jìn)給量fa 對(duì)砂輪軸向的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)圓磨 mm/r平磨 行程4、工件速度vw線速度 m/s二、磨削金屬切除率ZQ＝Q/B＝1000·vw·fr·fa/B ZQ：?jiǎn)挝簧拜唽挾惹谐蔘：每秒金屬切除量 示生產(chǎn)率B：砂輪寬度三、砂輪與工件加工外表接觸弧長(zhǎng)lc＝sqrt(fr·d0)四、砂輪等效直徑內(nèi)圓〕砂輪直徑換算成接觸弧長(zhǎng)相等的假想平面磨削的砂輪直徑結(jié)論：對(duì)砂輪耐用度影響 內(nèi)圓＞平面＞外圓第三節(jié) 磨削的過程一、單個(gè)磨粒的磨削過程磨粒的模型 銳利 120°圓錐鈍化 半球滑擦、耕犁、切削滑擦：〔不切削，不刻劃〕產(chǎn)生高溫，引起燒傷裂紋劃出痕跡〕磨粒鈍或切削厚度小于臨界厚度，工件材料擠向兩側(cè)隆起切削：切削厚度大于臨界厚度，形成切屑v↑→隆起↓〔線性〕塑性變形速度＜磨削速度二、磨削的特點(diǎn)高速、小切深、機(jī)床剛性2Fn多磨粒切削3、磨削溫度高4、砂輪的自礪作用1、初磨階段2、穩(wěn)定階段3、清磨階段實(shí)際磨深趨向于0提高生產(chǎn)率 提高質(zhì)量 保證3第四節(jié) 磨削力及磨削功率分解成三個(gè)分力Ft切向力 Fn法向力 特征：1k磨粒幾何外形的隨機(jī)性和參數(shù)的不合理性7000～20230kgf/mm^2 2、FnFn/Ft 2.0～2.5工件塑性↓、硬度↑→Fn/Ft↑切深小，砂輪嚴(yán)峻磨損可達(dá)3、磨削力隨磨削階段變化初磨、穩(wěn)定、光磨二、磨削力及磨削功率摩擦耗能占相當(dāng)大的比例〔70～80％〕切向力〔N〕：Ft＝9.81·(CF·(vw·fr·B/v)+μ·Fn)〔N〕：Fn＝9.81·CF·(vw·fr·B/v)·tan(α)·(π/2)vw：工件速度v：砂輪速度徑向進(jìn)給量B：磨削寬度CF：切除單位體積切屑所需的能kgf/mm^2μ：工件－砂輪摩擦系數(shù)α：假設(shè)粒度為圓錐時(shí)的錐頂半角磨削功率P＝Ft·v/1000 理論公式精度不高，常用試驗(yàn)測(cè)定〔頂尖上安裝應(yīng)變片〕第五節(jié) 磨削溫度一、磨削溫度影響：燒傷、裂紋的產(chǎn)生磨粒磨削點(diǎn)溫度θdot：磨粒切削刃與切屑接觸局部的溫度 處，是磨削熱的主要來源工件溫升：二、影響磨削溫度的因素切削液為降溫的主要途徑速度對(duì)磨粒磨削點(diǎn)溫度的影響大于砂輪速度vw↑→acgmax↑→F↑→θdot↑ 大v↑ →acgmax↓→θdot↑ 小→摩擦熱↑↗acgmax：?jiǎn)蝹€(gè)磨粒最大切削厚度 假設(shè)：磨粒前后對(duì)齊，均勻分不在砂輪外表平面磨：acgmax=(2·vw·fa/(v·m·B))sqrt(fr/dt)dt：砂輪直徑用于定性分析2、徑向進(jìn)給量Frfr↑→acgmax↑→θdot↑接觸區(qū)↑→同時(shí)參與切削磨粒數(shù)↑→θA↑3、其他因素fa↑→θdot↑、θA↑↑→θdot↑、θA↑θA↑→工件溫升↑vw↑→被磨削點(diǎn)與砂輪接觸時(shí)間↓→工件溫升↗三、磨削溫度的測(cè)量〔熱電偶〕第六節(jié) 砂輪的磨損及外表形貌一、砂輪的磨損類型磨耗磨損 磨粒磨損裂開磨損 結(jié)合劑裂開〔取決于磨削力與磨粒、結(jié)合劑強(qiáng)度〕裂開磨損消耗砂輪多磨耗磨損通過磨削力影響裂開磨損階段初期磨損磨粒裂開磨損〔個(gè)別磨粒受力大，磨粒內(nèi)部應(yīng)力與裂紋〕二期磨損三期磨損磨耗磨損結(jié)合劑裂開磨損二、砂輪的耐用度T砂輪相鄰兩次修整期間的加工時(shí)間 各因素通過平均切削厚度來影響T：T=6.67·(dw^0.6)·km·kt/(10000·(vw·fa·fr)^2)dw：工件直徑砂輪直徑修正系數(shù)工件材料修正系數(shù)三、砂輪的修整作用去除鈍化磨粒或糊塞住的磨粒，使磨粒露出來增加有效切削刃，提高加工外表質(zhì)量工具單顆金剛石、單排金剛石、碳化硅修整輪、電鍍?nèi)嗽旖饎偸瘽L輪、硬質(zhì)合金擠壓輪等使用單顆金剛石：深度小于等于磨粒平均直徑，提高砂輪壽命四、外表形貌→acgmax↓→磨粒受力↓→磨粒壽命↑→T↑磨粒高度分布越均勻→粗糙度↓磨粒間距均勻性越好→粗糙度↓第七節(jié) 磨削外表質(zhì)量與磨削精度一、外表粗糙度比一般切削小小于 Ra2～4μm細(xì)粒度→m↑→粗糙度↓B↑→acgmax↓→粗糙度↓二、機(jī)械性能1、金相組織變化燒傷：C↑、合金元素↑→導(dǎo)熱性↓→易燒傷高溫合金↑→磨削功率↑→θA↑→易燒傷2、剩余應(yīng)力緣由：相變引起金相組織體積變化起熱脹冷縮和塑性變形的綜合結(jié)果光磨10次 剩余應(yīng)力削減2～3倍光磨15次 fa↓、fr↓→拉應(yīng)力↓3、磨削裂紋〔局部高溫急冷造成熱應(yīng)力〕三、磨削精度1、磨床與工件的彈性變形2、磨床與工件的熱變形3、砂輪磨損導(dǎo)致外形尺寸變化3、磨床與工件振動(dòng)3．軟磨粒研磨3．軟磨粒研磨在研磨過程中，用氧化鉻作的薄膜很簡(jiǎn)潔被磨料磨去。此種方法能得到極細(xì)的外表粗糙度(Ra0.02～0.01μm)。研磨加工是應(yīng)用較廣的一種光整加工。加工后精度可達(dá)IT5級(jí)，外表粗糙度可達(dá)Ra0.1~0.006μm。既可加工金屬材料，也可以加工非金屬材料。〔磨料和研磨劑〕在兩者之間作用，在工件外表上去掉極薄的一層，獲得很高的精度和較小的外表粗糙度。研磨的方法按研磨劑的使用條件分以下三類：1．干研磨研磨的方法按研磨劑的使用條件分以下三類：1．干研磨研磨時(shí)只需在研具外表涂以少量的潤(rùn)滑附加劑。如圖8-12a所示。砂粒可到達(dá)很高的加工精度和較小的外表粗糙度值(Ra0.02～0.01μm)。2．濕研磨2．濕研磨在研磨過程中將研磨劑涂在研具上，用分散的砂粒進(jìn)展研磨。研磨劑中Ra0.04～0.02μm，一般作粗加工用，但加工外表一般無光澤。IT7Ra