無心磨床磨削

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1、無心磨床的磨削磨削加工一種歷史悠久、應(yīng)用廣泛金屬切削方法。國內(nèi)，目前主要應(yīng)用傳統(tǒng)刀具難以切削硬質(zhì)材料以及精度、表面質(zhì)量要求高零件加工。隨著大量新材料出現(xiàn)應(yīng)用以及科學(xué)技術(shù)發(fā)展所帶來對零件精度、質(zhì)量新要求，磨削加工應(yīng)用增長幅度遠(yuǎn)超過其他傳統(tǒng)加工方法。國外，磨削加工已廣泛地應(yīng)用毛坯直接加工，很多方面取代了傳統(tǒng)切削方法，磨床數(shù)量也達(dá)到機(jī)床總數(shù)60％左右。磨削加工，不僅磨粒尺寸、形狀分布對加工起著重要作用，往往加工韌性金屬時，出現(xiàn)砂輪急劇堵塞鈍化，導(dǎo)致砂輪壽命過早結(jié)束，要避免砂輪堵塞鈍化由此產(chǎn)生不利影響，研究砂輪堵塞機(jī)

2、理、過程十分有必要。???一、磨屑形成磨削過程一個復(fù)雜多因素、多變量共同作用過程，其目通過切除一定量工件材料獲得較高表面質(zhì)量精度。砂輪一個由磨料、結(jié)合劑經(jīng)壓坯、干燥、燒結(jié)而成疏松體，其單個磨粒就一把微小切削刃，有很大負(fù)前角刃口鈍圓半徑。高速運動磨粒經(jīng)過滑擦、耕犁后切入工件。切削層材料有明顯沿剪切面滑移后形成短而薄切屑，這些磨屑磨削區(qū)內(nèi)被加熱到很高溫度(如碳鋼材料可達(dá)到1200K以上)，然后被氧化熔化，隨后固化成微粒球體，球體面上還有某些叉枝，這種球狀磨屑一種主要磨屑形式。磨削不銹鋼Cr20Ni24Si4Ti時

3、，通過掃描電子顯微鏡，發(fā)現(xiàn)大量球狀磨屑，當(dāng)然還伴隨著帶狀、節(jié)狀磨屑以及灰燼，這些磨屑有不少部分將會填充到砂輪氣孔，依附磨料四周，引起砂輪堵塞，導(dǎo)致磨削精度下降，燒傷工件，縮短砂輪壽命。???二、砂輪堵塞類型機(jī)理砂輪堵塞類型有嵌入型、依附型、粘著型、混合型。嵌入型堵塞磨屑嵌砂輪工作表面氣孔處堵塞狀態(tài)。依附型堵塞磨?？繒簳r力量依附磨粒切削刃后刀面上一種堵塞狀況。粘著型堵塞指磨削熔化后粘附磨粒凸出切削刃四周或粘結(jié)劑上。混合型堵塞以上三種類型某一微小部位集合或?qū)蛹?。嵌入型依附型堵塞機(jī)理嵌入型依附型堵塞屬于磨屑機(jī)械性地

4、填充砂輪空隙產(chǎn)生堵塞現(xiàn)象。填充動力來自兩個方面，一個外來，一個內(nèi)，涉及到物理、電、熱等方面因素。外來因素：磨削加工有一個很重要特點，徑向磨削分力Fy大于切向分力Fz，F(xiàn)y/Fz≥2～10，工件材料愈硬，塑性愈小，F(xiàn)y/Fz比值愈大，這樣磨削區(qū)磨屑強(qiáng)大正壓力作用下，被機(jī)械地擠進(jìn)砂輪表面空隙里。從微觀上分析，磨屑沿磨粒前面滑出，磨粒前面局部區(qū)域堆積著數(shù)層磨屑，磨粒后面，由于砂輪高速旋轉(zhuǎn)作用，形成一個氣流旋渦區(qū)，旋渦區(qū)空氣壓力顯著減小，負(fù)壓作用下，使部分磨屑依附磨粒后面，形成磨粒后刀面依附性堵塞，依附物多數(shù)灰燼微粒

5、。靜電場作用：砂輪與工件相對速度V砂遠(yuǎn)大于V工，普通磨床V秒=3～50m/s，我國高速磨床磨削速度成熟數(shù)值為50～80/s，國外試驗速度達(dá)200m/s～250m/s，工件速度1.5m/s以下。砂輪與工作相對運動時，磨削區(qū)內(nèi)，砂輪與工件表面將會因電子逸出原因出現(xiàn)按一定規(guī)律排布電荷。同時，磨削區(qū)內(nèi)氣體也會因高溫作用導(dǎo)致被激放電，使性氣體電離成正離子電子。磨削區(qū)某些小區(qū)域內(nèi)形成了由砂輪工件組成小電場，電場內(nèi)，有性原子、正離子、電子、雜質(zhì)、粉塵，不僅有性原子被電離過程，還有正離子與電子復(fù)合過程。電場作用下，部分磨屑將

6、呈現(xiàn)極性，根據(jù)異性相吸原理，與砂輪極性相反磨屑就被吸附砂輪工作表面。由于電場強(qiáng)度很小，所以吸附力也很弱，磨屑砂輪表面不牢靠，但借助于砂輪與工件之間較大機(jī)械壓力，使已吸附砂輪表面磨屑能穩(wěn)定地嵌入砂輪表面空隙之間。粘著型堵塞機(jī)理磨削過程絕大部分輸入功率轉(zhuǎn)化為磨削熱，使磨削點溫度高達(dá)1200K以上，如此高溫作用下，磨削首先遇空氣迅速氧化，形成低熔點金屬氧化物，接著這些金屬氧化物磨削區(qū)高溫加熱呈融化狀態(tài)，覆蓋砂輪表面，當(dāng)砂輪上這部分表面再次參與磨削時，磨削力作用下，有被擠開，有強(qiáng)化，增加了與砂輪親力附著力，還有被擠壓

7、粘附工件表面隆起溝槽表面。通過多次隨機(jī)磨削，磨粒四周將粘附許多磨屑，使磨削力增大，溫度升高，由此形成惡性循環(huán)，加劇堵塞，直至磨粒破碎或脫落，這熔化性粘結(jié)。不同元素之間化學(xué)親力粘結(jié)性堵塞又一重要原因。磨粒被磨削材料高溫下接觸，溫度因素使它們活動能力增強(qiáng)，親力加劇，當(dāng)具備一定條件時，就導(dǎo)致化學(xué)反映，使磨粒磨屑砂輪表面生成一種喪失切削能力晶體。如剛玉類砂輪磨削鈦合金時，磨屑很快地粘附磨粒上，并有向四周蔓延長大趨勢，清除磨屑后，仍有一些殘留物粘附磨粒周圍，他們氧、鈦、鋁復(fù)雜化合物，這個過程說明發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)，方程式為

8、3Ti+2Al2O3=3TiO2+4Al，生成物以TiO2為主，一些游離鋁分子，如改用碳化硅砂輪，堵塞會減輕，被磨削工件表面質(zhì)量也有所提高，這因為鈦碳化硅親力小，磨粒表面不僅零散分布著一些粘附物，這些粘附物再次進(jìn)入磨削區(qū)時，大部分摩擦、擠壓作用下脫落。???三、砂輪自身對堵塞影響磨料不同磨料與工件材料化學(xué)親力不同，磨削溫度不同，磨削力不同，為了減少堵塞程度，不同工件材料，應(yīng)選用不同磨料種類。用剛玉類