报告高效磨削技术演示.ppt

经计算，高效深磨中，金属切除率Zw’为1000mm3/(mm?s)时，磨除接触层所需的时间仅为0.049ms，较缓进给磨削快2000~20000倍。在这样短的时间内热量流向工件的可能性很小，接触层产生的热量主要存留于切屑之中而被带走。通过接触层向工件内传散热量主要决定于两个因素：一是接触层厚度，二是温度。 砂轮速度增大到某点，接触层的温度达到最高点，这时容易生成切屑。超过这点，砂轮速度再增大，接触层高温切屑形成加快，不再导致摩擦力增加。接触层达到平衡温度(约1000~1800℃)后，其热量加速向外扩散，但vs增加，接触层的厚度减少，保持了接触层平衡温度不变。 新版课件 * 接触层厚度越小，伴随着高温被加工零件所吸收的能量越小，换句话说，接触层越薄，磨削后接触层下边一层温度越低于平衡温度。接触层下边一层的温度在增大之前，接触层被切除，所以磨削表面层温度低，避开了烧伤温度。 工件的金属切除率增加，其磨削力和能量的比则不增加。HEDG比缓进给磨削所消耗的能量减少，不足缓迟给磨削所消耗虽的10％。其原因是，HEDG工艺工件进给速度大，未变形切屑变厚，生成切屑所消耗的能量显著减少。 新版课件 * 图8-17表示与工件表面温度的关系。 工件表面存在一临界温度(图中A、B点)，小于A点时，所对应的Zw增大，缓进给磨削工件表面没有烧伤，在A、B之间所对应的Zw，工件表面有最高的温度，超过发生烧伤的临界温度，这个范围内进行缓进给磨削，工件表面易发生烧伤。 越过B点．增Zw，工件表面温度低于烧伤的临界温度，进行磨削，工件表面不发生烧伤，HEDG的Zw大于缓进给磨削，所以工件表面温度低得多，跳过发生烧伤的临界温度。 新版课件 * HEDG磨削加工中金属切除率很高，大量的切屑要停留在砂轮表面上，堵塞砂轮、为了正常磨削，应正确选择砂轮浓度及磨削用量，保证砂轮转转一周所生成的切屑体积应小于扩砂轮容屑空间，砂轮堵塞后，使磨削液迅速消除(冲沉) 下来。 防止切屑堵塞的措施之一是使用气孔砂轮。但是气孔率增加，其磨削效率降低，加工表面粗糙度增加，砂轮表面层强度下降、则又是不利的。 新版课件 * 8.3.2 HEDG的磨削力 1.砂轮速度对磨削力的影响 图8-18是用直径400mm，厚8mm的电镀CBN砂轮，两种粒度号为252#、427#，浓度号均为200；磨削15MnCr，磨削深度ap＝10mm，Zw＝50mm3／(mm·s)，工件速度vw＝5mm／s，乳化液条件下，砂轮速度对磨削力的影响。随vs的增加，Fn、Ft均下降。粒度252#的CBN砂轮比粒度427#砂轮磨削的磨削力显著增加，切向力Ft比法向力(径向力)小。 新版课件 * 采用与图8-18同样直径，厚2mm的砂轮，粒度为151号及252号，乳化液，砂轮速度vs＝120mm，ap=6mm情况下，考察Zw与vw对磨削力的影响结果示于图8-19。 可以看出，磨削力随着工件速度及金属去除率的增加而增大。这是因为随着工作台速度的提高，单颗粒磨削厚度增加，磨削力增大。 2．磨削加工金属磨除率Zw及工件速度vw对磨削力的影响 新版课件 * 3.磨料粒度对磨削力的影响 图8-20是CBN粒度变化对磨削力的影响，在中等粒200#有最小的磨削力，小于或大于粒度200#，磨削力均有较大的值。 在实际的工程计算过程中，磨削力目前仍旧以采用经验公式为主，而这些公式几乎都是以磨削参数的幂指数形式予以表示的。 使用粒度252#的砂轮，其法向磨削Fn力为 使用粒度252#的砂轮，其法向磨削力Fn为 式中的K为与单位磨削力有关的系数 新版课件 * 8.4精密、高精密和超精密磨削工艺 8.4.1概述 磨削加工一般分为普通磨削、精密磨削、高精密磨削和超精密磨削加工。在生产发展的不同历史时期有着不同的精度范围。 普通磨削当前大体是指加工表面粗糙度为Ra0.16-1.25um，加工精度1um的磨削方法。所用磨具一般为普通磨料砂轮。 精密磨削当前大体是指加工表面粗糙度为Ra0.04-0.16um，加工精度为1-0.5um的磨削方法。精密磨削主要靠对砂轮的精细修整，使用金刚石修整工具以极小而又均匀的微进给 （10-15mm/min），获得众多的等高微刃，加工表面磨削痕迹微细，最后采用无火花光磨。由于微切削、滑挤和摩擦等综合作用，达到低表面粗糙度和高精度要求。精密磨削主要靠精密磨床的精度保证。 新版课件 * 高精密磨削当前是指加工表面粗糙度为Ra0.01-0.04um，精度为0.5-0.1um的磨削方法。高精密磨削的切屑很薄，砂轮磨粒承受很高的应力，磨粒表面受高温、高压作用，一般使用金刚石和立方氮化硼等高硬度磨料砂轮磨削。 超精密加工当前一