影响磨床加工表面粗糙度的因素

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  一、与磨削砂轮有关的因素
  1.主要是砂轮的粒度、硬度以及对砂轮的修整等。砂轮的粒度越细,则砂轮单位面积上的磨粒数越多,磨削表面的刻痕越细,表面粗糙度值越小。但粒度过细,砂轮易堵塞,使表面粗糙度值加大,同时还易产生波纹和引起烧伤。
  2.砂轮的硬度是指磨粒受磨削力后从砂轮上脱落的难易程度。砂轮太硬,磨粒磨损后还不能脱落,使工件表面受到强烈的摩擦和挤压,增加了塑性变形,表面粗糙度值加大,同时还容易引起烧伤;砂轮太软,磨粒易脱落,磨削作用减弱,也会加大表面粗糙度值,所以要选合适的砂轮硬度。
  3.砂轮的修整质量与所用修整工具、修整砂轮的纵向进给量等有密切关系。砂轮的修整是用金刚石除去砂轮外层已钝化的磨粒,使磨粒切削刃锋利,降低磨削表面的表面粗糙度值。另外,修整砂轮的纵向进给量越小,修出的砂轮上的切削微刃越多,等高性越好,从而获得较小的表面粗糙度值。
  二、工件材质有关的因素
  1.包括材料的硬度、塑性、导热性等。
  2.工件材料的硬度、塑性、导热性对表面粗糙度有显著影响。铝、铜合金等软材料易堵塞砂轮,比较难磨。塑性大、导热性差的耐热合金易使砂粒早期崩落,导致磨削表面粗糙度值加大。
  三、加工条件有关的因素
  1.包括磨削用量、冷却条件及工艺系统的精度与抗振性等。
  2.磨削用量有砂轮速度、工件速度、磨削深度和纵向进给量等。提高砂轮速度,就可能使表层金属塑性变形的传播速度跟不上磨削速度,材料来不及变形,从而使磨削表面的表面粗糙度值降低示。工件速度增加,塑性变形增加,表面粗糙度值加大。磨削深度和纵向进给量越大,塑性变形越大,从而加大了表面粗糙度值。砂轮磨削时温度高,热的作用占地位,因此切削液的作用十分重要。
  3.用切削液可以降低磨削区温度,减少烧伤,冲去落的砂粒和切屑,以免划伤工件,从而降低表面粗糙度值。但选择适当的冷却方法和切削液。
  4.对于外圆磨床、内圆磨床和平面磨床,其机床砂轮的主轴精度、进给系统的精度和平稳性、整个机床的刚度和抗振性等,都和表面粗糙度有密切关系。
  四、砂轮的修整技巧
  1.修锐是一个将超硬磨粒砂轮的磨粒修磨锋利的处理过程。在这一过程中,需往除磨粒间的结合剂和磨钝的砂轮磨粒,使具有很强磨削性能的砂轮磨粒突出结合剂之外,形成锐利的切削刃。修锐也从砂轮表面的气孔中,往除微小的材料,防止作用于砂轮上的磨削力加大,砂轮上的磨削力加大,将会引起振动和造成零件表面烧伤。
  2.没有适当的修锐,即使是非常好的砂轮也不可能获得加工零件的高质量和尺寸一致性。实际上,当你投资了高质量的砂轮,为了获得高的磨削性能,很好地修整它们就显得非常重要。
  3.整形可以说是砂轮预备工作的一部分,它与普通砂轮的修锐同时进行。对于超硬磨料砂轮,两道工序是分开进行的,首先对砂轮进行整形。在使用超硬磨料砂轮磨削中,整形是使用整形工具或滚轮进行,修锐经常是使用一个陶瓷结合剂的修整棒,在整形完成后,对砂轮进行修锐处理。
  4.在砂轮包括整形与修锐的修整之前,保证主轴轴承在一定的温度下(如通常的砂轮磨削状态)是很重要的。这样可避免损伤零件几何外形以及砂轮和修整工具的非正常磨损。对于修整用的工具小心处理,由于它一般由质硬、耐磨但又很脆的金刚石材料制成,且对因稍微碰撞、受力引起微小裂纹和破碎都非常敏感。
  5.由于金刚石整形器本身就是一把刀具,需保持非常锋利。使用一个磨钝了的修整工具来修整砂轮表面,会使砂轮变钝。为了保持一个高质量和锋利的金刚石修整工具,每隔一定时间,需要1/8圈地旋转单点或带锥尖的修整工具。旋转次数可根据修整情况决定,根据经验,少天天旋转一次。对于凿子头和成型的修整工具,一般需在它们磨钝前180°地旋转一次。
  6.采取微量修整为减少修整时间,好象总存在一种想选择大些修除深度的想法。这是一种错误的想法。选择合适的修除深度对砂轮进行修整。选择太大的修除深度,会产生高的切削温度,减少修整器的使用寿命,还会将有用的砂轮层切除。后结果是使修整器和砂轮两者受损,适得其反。
  7.修整量经几次修除后,既能恢复砂轮的几何外形,又能恰好产生出良好的磨削锋刃为准则。使用单点修整工具,应以10-15o的轴心线倾斜角接触砂轮的直径方向。这样将使单点修整工具在定期转动时,产生一个削尖的作用。以多点接触的修整工具不需要倾斜这一角度,改为用修整工具的整个端面与砂轮表面接触。
  8.横向移动速度是修整工具在修整中通过砂轮表面的速度。它对加工零件要求的表面粗糙度和金属切削率都起有关键的作用。横向移动速度太慢,将会堵塞砂轮,损害零件的表面粗糙度和金属切削率。太慢的横向移动速度还可以引起砂轮振动和烧伤零件表面。均匀较快的横向移动速度能修整出好的砂轮表面,进步砂轮的磨削性能,增加磨削效率,降低零件表面粗糙度。
  9.保持冷却适当地使用冷却液,能加快修整速度和进步修整效率。根据经验,选用一股3/8英寸直径的冷却液,能够从修整器上排除大量热量,延长修整器的使用寿命。当金刚石修整工具通过砂轮时,安装一个冷却液喷管,布满整个砂轮表面或不断地加注冷却液到金刚石修整工具。当修整工具与砂轮接触开始修整后,决不答应修整工具,从冷却液中退出。否则会使金刚石修整工具,在冷、热的温度变化下,产生裂纹或破裂。
  10.使用过滤器对冷却液进行高精度过滤,能避免污垢或切屑在冷却液中的多次循环。被污染的冷却液能够使砂轮很快磨损,增加砂轮的修整次数。只有在干式磨削时(只有在这种情况下,可以中断对金刚石修整工具的冷却),才对砂轮采取干式修整。在天天放工前,关掉冷却液后,让砂轮空转几分钟。这样可以防止砂轮破裂。
  11.振动是修整的大敌,在砂轮修整中,有效地减小振动,避免在砂轮表面留下修整痕迹、碰撞和损坏修整工具等,是至关重要的。这意味着还保持砂轮平衡,这是砂轮本身的结构特点所决定的。密度的不均匀和整个砂轮几何外形的好坏,都会影响一个砂轮的固有平衡。因此选择一个高质量的砂轮也是很重要的。假如是一个高质量的砂轮,只需妥当的安装即能保持砂轮很好的平衡。按照砂轮制造商的出厂说明,砂轮上标有一个向上箭头,它表明砂轮经粗平衡后的轻端方位。然后用户可以根椐箭头指示,留意修整砂轮,使其达到动态平衡。冷却液均匀地加注,有时也能帮助砂轮保持平衡。
  12.为了进一步地避免振动,需保证修整工具牢固地夹紧在夹座上和保持小的悬垂量,以保证修整工具有足够的刚性。假如金刚石工具没有牢固夹紧,就会引起振动、产生噪音,在零件表面产生波纹,拉伤零件表面和损坏修整工具。一个超硬磨粒砂轮在开始磨削前,进行整形与修锐。遵循本文介绍的经验,将帮助你的砂轮产生出准的磨削效果。
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