手動(dòng)平面磨床磨削加工中砂輪堵塞機(jī)理的研究

砂輪自身對(duì)堵塞的影響磨料不同的磨料與工件材料的化學(xué)親和力不同，磨削溫度不同，磨削力不同，為了減少堵塞程度 ，不同的工件材料，應(yīng)選用不同的磨料種類。用剛玉類磨料磨削鐵碳合金，碳在空氣中與氧 氣生成一層很薄的氧化膜，能有效地阻止工件與磨料之間的化學(xué)親和作用，但磨削鈦合金， 堵塞則嚴(yán)重多了。磨料的熱穩(wěn)定性對(duì)堵塞也有舉足輕重的影響，熱穩(wěn)定性好的磨料比熱穩(wěn)定 性差的堵塞輕的多。如用立方氮化硼磨料磨削鈦合金時(shí)，磨削效率比用白玉剛磨料砂輪提高 幾十倍。磨料粒度在組織相同的前提下，磨料愈細(xì)，砂輪單位周長內(nèi)磨粒粒度數(shù)愈多，愈均勻，氣孔的數(shù)目也 愈多，但單個(gè)氣孔的體積就愈小，在相同磨削參數(shù)下，細(xì)砂輪容易堵塞。在半精磨和精磨時(shí)，切入次數(shù)多，切入量小，溫度低，堵塞輕，常選擇細(xì)砂輪。在粗磨時(shí)， 切入量大，磨削溫度高，堵塞在孔隙的磨屑、熔結(jié)物多，應(yīng)選擇粗砂輪。粘結(jié)劑與硬度砂輪的硬度指磨粒脫落的難易程度，由粘結(jié)劑的強(qiáng)度予以保證，它們對(duì)砂輪堵塞影響較大。 粘結(jié)劑強(qiáng)度愈高，砂輪硬度愈大，磨粒磨鈍量就愈多，磨粒脫落前對(duì)工件的劃擦、擠壓愈加 嚴(yán)重，磨屑更容易機(jī)械地填充到砂輪孔隙中去，砂輪空隙中的磨屑加劇了砂輪對(duì)工件材料的 摩擦、擠壓，同時(shí)磨屑在這個(gè)過程中得以強(qiáng)化，這個(gè)過程還伴隨產(chǎn)生更多的摩擦熱，摩擦熱 為粘結(jié)性堵塞提供熔結(jié)物。因此砂輪硬度越高，堵塞越嚴(yán)重。所以在磨削難加工工件材料時(shí) ，應(yīng)選擇軟一點(diǎn)的砂輪。砂輪組織砂輪組織反映了磨料、粘結(jié)劑、氣孔之間的比例關(guān)系，組織愈密，氣孔比例就愈小，切削刃 間隔距離也愈小，砂輪更容易堵塞。含有53%磨粒的砂輪比含49.2%磨粒的平均堵塞量要高兩倍，含45%磨粒的砂輪比含49.2%磨粒的平均堵塞量要少一半。在磨削難加工材料時(shí)應(yīng)選 擇組織號(hào)為7-8級(jí)的砂輪。四、磨削條件的影響砂輪線速度砂輪線速度的影響比較復(fù)雜，當(dāng)砂輪從28.8m/s提高到33.6m/s時(shí)速度只提高了16%，而堵塞 量增加了三倍。因?yàn)樯拜喚€速度的增加使磨粒的最大切深減小，切屑截面積減小，同 時(shí)切削次數(shù)和磨削熱增加，使得堵塞量增加。但是當(dāng)砂輪線速度高到一定程度時(shí)(如達(dá)到50 m/s以上)，砂輪的堵塞量反而大大下降。因此磨削加工時(shí)選擇砂輪速度最好避開20m/s至50m/s這個(gè)速度。工件速度實(shí)驗(yàn)表明，工作速度提高一倍，砂輪堵塞量增加三倍。因?yàn)楣ぜ俣扔?，磨粒?fù)荷愈大， 磨粒切入深度就愈淺，切屑截面積變小，當(dāng)磨削厚度增大，磨粒鈍化加重，加大砂輪對(duì)工件 磨削層的擠壓，相當(dāng)于砂輪特性變硬，因而會(huì)加劇砂輪的堵塞。 
磨削方式在磨削方式上，凡是增大砂輪與工件接觸面積的磨削均會(huì)加劇砂輪的堵塞。這是因?yàn)樯拜喤c工件接觸面積大，磨粒切削刃會(huì)在同一磨痕上多次劃擦，使工件上磨削層強(qiáng)化加劇，冷卻液 又難以進(jìn)入磨削區(qū)，磨削熱量多、溫度高，為堵塞創(chuàng)造條件，易產(chǎn)生化學(xué)粘著性堵塞和嵌入 性堵塞。如端磨比周磨易堵塞，橫向切入磨削比縱向磨削堵塞嚴(yán)重。 徑向切入量徑向切入量對(duì)砂輪堵塞的影響呈駝峰趨勢(shì)。當(dāng)徑向切入量較小時(shí)，(ap＜0.01mm)產(chǎn)生堵塞現(xiàn) 象，隨著切入量的增加，平均堵塞量也增加，當(dāng)切入量大到一定程度(ap=0.03mm)時(shí)，堵塞 量又呈減小趨勢(shì)，之后隨著切入量的繼續(xù)增加(達(dá)ap=0.04mm)時(shí)，堵塞量又急劇上升。 磨削液不同的磨削液對(duì)磨削效果影響很大，目前通用的乳化液含有大量礦物油和油性添加劑，稀釋 后呈水包油乳白色液體，它的比熱容和導(dǎo)熱系數(shù)小，在劇烈摩擦過程中很容易造成砂輪與工 件間的粘附磨損和擴(kuò)散磨損，使砂輪堵塞，磨削力增大，最后引起磨料過早破碎和脫落，使 磨削比降低。因此，選用優(yōu)良的磨削液對(duì)改善磨削性能有重要作用。
總之，砂輪的粒度、硬度、組織、砂輪的速度、工件的速度、磨削方式、切削深度及磨削液 等是磨削過程中諸現(xiàn)象及磨削結(jié)果的重要參數(shù)。因此，對(duì)影響砂輪堵塞等各種因素進(jìn)行分析 研究，對(duì)磨削用量等參數(shù)進(jìn)行單因素、多因素實(shí)驗(yàn)，建立優(yōu)化合理的磨削參數(shù)并總結(jié)出規(guī)律 ，是指導(dǎo)生產(chǎn)的一種有效方法，也是磨削加工技術(shù)中應(yīng)該重點(diǎn)研究的內(nèi)容之一。

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