11章磨削与砂轮哈工大版金属切削原理与刀具课件概论.ppt

磨料选择 磨料硬度：必须选则比工件硬度高，且热硬度要好；⑵.磨料韧性：主要影响磨具磨削时自锐性；⑶.抗压强度：影响使用过程中的切削性能；⑷.线膨胀系数：磨料与结合剂线膨胀系数一定要一致，否则将引起砂轮裂纹；⑸.化学成份：直接影响磨料强度、韧性、磨削性能及色泽。如碳化硅磨料其碳化硅含量越高，其磨削性能越好，而棕刚玉中氧化铝含量不应超过97%，这样切削力增加，韧性降低。白刚玉中βAl2O3含量高，切削力差。如碳化硅磨具磨钢材时易与钢发生强烈的化学反应，所以磨削钢材时不易采用碳化硅磨具；⑹.磨粒形状：直接影响有效磨削粒数；⑺.导热性：影响整个磨具导热性；⑻.亲水性：影响磨具成形能力 。 磨具粒度选择与工件性质及磨削条件的关系表 金刚石砂轮 金刚石砂轮一般由基体、非金刚石层、金刚石层组成 金刚石层内每1㎝3体积内金刚石含量称为浓度。 100%浓度是指金刚石层内每1㎝3体积内金刚石含量为4.39克拉（1克拉=0.2克）。 50%浓度是指金刚石层内每1㎝3体积内金刚石含量为2.2克拉。 2.冷硬程度与能量消耗大温度高 磨粒不规则多边形，前角很大的负值，后角很小，塑性变形大，冷硬严重，能量消耗大，是一般加工的10—30倍，温度高，瞬时可达1000°，引起烧伤和裂纹。 3.单颗磨粒切削厚度小，单位磨削力大 4.径向分力 较大 5.砂轮有自锐作用 使得磨粒能够以较锋利的刃口对工件进行切削。 6.磨粒分布随机 磨削过程复杂 11.4磨削概念 磨粒磨削点温度 磨粒切削刃与切屑接触点的温度，1000 ° -1400° 磨削区域温度 砂轮与工件接触区的平均温度 工件平均温升 磨削热传人工件而引起的温升，影响工件精度 11.4.2 砂轮使用寿命、磨削比及磨耗比 砂轮使用寿命T 砂轮两次相邻修整间的纯磨削时间，也可用可磨削工件件数表达。 寿命验算经验公式11.8 磨削比及磨耗比 磨削比:单位时间内磨除金属体积与砂轮损耗体积之比 G=QW/QS 磨耗比:GS=1/G 砂轮的磨损与修整 磨损表现为磨耗磨损和破碎磨损。自锐性有限，应及时 修整，保证砂轮有合理使用寿命，否则引起振动、Ra值 增大、表面烧伤或裂纹等。 砂轮修整除用于磨损砂轮外，还用于以下场合： ①砂轮被切屑堵塞； ②部分工材粘结在磨粒上； ③砂轮廓形失真； ④精密磨中的精细修整等。 常用修整工具是大颗粒金刚石、多粒细碎金刚石笔、金刚石滚轮。多粒金刚石笔修整效率高，砂轮加工精度好，金刚石滚轮修整效率更高，适用与成形砂轮。 大粒金刚石笔修整，修整深度ap 修整时应使用充足的切削液。 降低表面烧伤的主要措施: 1.合理选用砂轮 2.合理选用磨削用量 3.采用良好的冷却措施 4.改进磨床结构 磨削的三个阶段 由于磨削时径向分力FP很大，在磨削过程中工件在半径方向的变形很大，同时磨削的深度fr很小，在磨削过程中fr会发生变化： 三种情况: fr实fr刻(初磨阶段) fr实≈fr刻(稳定阶段) fr实0，fr刻＝0 (清磨) fr实实际磨削深度 fr刻刻度盘显示进给量 初磨阶段tm1：fr实fr刻，原因是工艺系统由于磨削力产生让刀。随着进给次数↑，工艺系统弹性变形↑，变形抗力↑，实际磨削深度fr实↑。 稳定阶段tm2：fr实≈fr刻，当变形抗力和径向磨削分力Fy相等时，工艺系统的弹性变形量稳定，fr实≈fr刻。 清磨阶段tm3：fr实0，fr刻＝0。机床的径向进给停止，fr刻＝0，仍然有火花，因为工艺系统弹性恢复，实际磨削深度逐渐减小，工件的精度↑，表面粗糙度↓。 一 砂轮的磨损 二 砂轮的修整 磨削表面质量 1. 磨削表面粗糙度 K 视磨削条件而异的常数 a,b,c, 指数，根据日本渡边的研究a=0.25, b=0.5, c=038 fr↓?Ra↓； vw/v↓ ? Ra↓； fa/B↓ ? Ra↓； 磨料越细? Ra↓； 砂轮半径↑ ? Ra↓； 磨粒等高性好? Ra↓； 磨削振动小? Ra↓。 2. 磨削表面的烧伤 由磨削热引起的、在加工表层瞬间发生的氧化变色现象。称磨削烧伤 在较高的磨削温度影响下，工件表层金属产生一层氧化膜。表面烧伤使表面金属的组织破坏，产生表面裂纹，影响工件寿命。 对于钢材，颜色越深，表明磨削温度越高，烧伤深度越深。 表面烧伤的产生与防止 降低 温度未超过相变温度（720℃），但超过马氏体的转变温度（300℃），产生回火组织 回火烧伤 降低 温度超过相变温度（720℃），冷却缓慢，产生退火组织 退火烧伤 减少磨削热的产生； 加速磨削热传散； 选用正确的砂