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    金刚石砂轮的磨削工艺

    发布时间:2014-03-12 20:00:35
    一、金刚石砂轮硬度的定义及其选择

         砂轮的硬度是指砂轮表面上的磨粒在外力作用下脱落的难易程度。容易脱落的为软金刚石、CBN电镀砂轮,反之为硬。同一种磨料可作成不同硬度的砂轮,这主要取决于结合剂的性能、比例以及砂轮的制造工艺。

        砂轮硬度选择合适时金刚石、CBN电镀砂轮,磨削过程中磨钝的磨粒即可自行脱落,露出新的锋利磨粒继续磨削。若所选砂轮太软,磨粒尚未钝化就过早脱落,不仅增加砂轮消耗,而且使砂轮失去正确形状而影响加工精度;若所选砂轮太硬,磨粒钝化后不能及时脱落,会使砂轮表面上磨料间的空隙被磨屑堵塞,造成磨削力增大,磨削热增多,磨削温度升高,使工件产生变形甚至烧伤,而且使表面粗糙度提高,生产率下降。

        通常金刚石、CBN电镀砂轮,磨削硬材料时,砂轮硬度应低一些;反之,应高一些。有色金属韧性大,砂轮孔隙易被磨屑堵塞,一般不宜磨削。若要磨削,则应选较软的砂轮。对于成形磨削和精密磨削,为了较好的保持砂轮的形状精度,应选较硬的砂轮。一般磨削常采用中软级至中硬级砂轮。

       二、试述磨削加工工具的特点

       磨削加工工具有以下特点:

       1)加工精度高、表面粗糙度小。由于磨粒的刃口半径ρ小金刚石、CBN电镀砂轮,能切下一层极薄的材料;又由于砂轮表面上的磨粒多,磨削速度高(30~35m/s),同时参加切削的磨粒很多,在工件表面上形成细小而致密的网络磨痕;再加上磨床本身的精度高、液压传动平稳和微量进给机构,因此,磨削的加工精度高(IT8~IT5)、表面粗糙度小(Ra=1.6~0.2μm)。

      2)径向分力Fy大。磨削加工时,由于磨削深度和磨粒的切削厚度都较小,所以,Fz较小,Fx更小。但因为砂轮与工件的接触宽度大,磨粒的切削能力较差,因此,Fy较大。一般Fy =(1.5~3)Fz。

        3)磨削温度高。由于具有较大负前角的磨粒在高压和高速下对工件表面进行切削、划沟和滑擦作用,砂轮表面与工件表面之间的摩擦非常严重,消耗功率大,产生的切削热多。又由于砂轮本身的导热性差,因此,大量的磨削热在很短的时间内不易传出,使磨削区的温度很高,有时高达800~1000度。

      4)砂轮有自锐性。砂轮有自锐性可使砂轮进行连续加工。这是其它刀具没有的特性。

      三、内圆磨削与外圆磨削相比有哪些特点?

       与外圆磨削相比,内园磨削主要有下列特征:

      1)磨削精度较难控制。因为磨削时砂轮与工件的接触面积大,发热量大,冷却条件差,工件容易产生热变形;特别是因为砂轮轴细长,刚性差,易产生弯曲变形,造成圆柱度(内圆锥)误差。因此,一般需要减小磨削深度,增加光磨次数。

      2)磨削表面粗糙度 Ra大。内圆磨削时砂轮转速一般不超过20000r/min,由于砂轮直径很小,其线速度很难达到外圆磨削时30~50m/s。内圆磨削的粗糙度Ra 值一般为1.6~0.4μm。

      3)生产率较低。因为砂轮直径很小,磨耗快,冷却液不易冲走屑末,砂轮容易堵塞,故砂轮需要经常修整或更换。此外,为了保证精度和表面粗糙度,必须减小磨削深度和增加光磨次数,也必然影响生产率。

       四、磨削加工为什么可以获得较高的精度及较低的粗糙度?

      由于磨粒的刃口半径ρ小,能切下一层极薄的材料;又由于砂轮表面上的磨粒多,磨削速度高(30~35m/s),同时参加切削的磨粒很多,在工件表面上形成细小而致密的网络磨痕;再加上磨床本身的精度高、液压传动平稳和微量进给机构,因此,磨削的加工精度高(IT8~IT5)、表面粗糙度小(Ra=1.6~0.2μm)。

      五、无心外圆磨的工作原理及应用。

      无心外圆磨在磨削时,工件放在两轮之间,下方有一托板。大轮为工作砂轮,旋转时起切削作用。小轮是磨粒极细的橡胶结合剂砂轮,称为导轮。两轮与托板组成V型定位面托住工件。导轮速度v导很低,一般为20~30m/min,无切削能力,其轴线与工作砂轮轴线斜交β角。v导可分解成v工与 v进。v工用以带动工件旋转,既工件的圆周进给速度;v进用以带动工件轴向移动,既工件的纵向进给速度。为了使工件定位稳定,并与导轮有足够的摩擦力矩,必须把导轮与工件接触部位修整成直线。因此,导轮圆周表面为双曲线回转面。

      无心外圆磨削主要用于大批大量生产的细长光轴、轴销和小套等。

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