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磨削过程中工件烧伤的因素
发布者:admin 发布时间:2017/11/5 16:08:04 阅读:1042次 【字体:

    机械加工过程中,在工件的加工区由于切削热会使加工表面温度升高。当温度超过金相组织变化的临界点时,就会产生金相组织变化。对于一般的切削加工,切削热大部份被切屑带走,影响不严重。
  
  但对磨削加工而盲,由于其产生的单位面积上的切削热要比一般切削加工大数十倍,故工件表面温度可高达1000℃左右,必然会引起表面层金相组织的变化,使表面硬度下降,伴随产生残余拉应力及裂纹,从而使工件的使用寿命大幅降低,这种现象称为磨削烧伤。磨削烧伤产生时,工件表面层常会出现黄、褐、紫、青等烧伤色,它们是工件表面由于瞬时高温引起的氧化膜颜色。
  
  影响磨削烧伤的因素有:
  
  1. 磨削用量
  
  主要包括磨削深度、工件纵向进给量及工件速度。当磨削深度增大时,工件的表明温度及表层下不同深度的温度都会随之升高,磨削烧伤增加,故磨削深度不可过大;工件纵向进给量的增加使得砂轮与工件的表面接触时间相对减少,散热条件得到改善,磨削烧伤减轻;增大工件速度虽然使磨削区温度上升,但由于热源作用时间减少,金相组织来不及变化,总的来说可以减轻磨削烧伤。
  
  对于增加进给量、工件速度而导致的表明粗糙度增大,一般采用提高砂轮转速及较宽砂轮来补偿。
  
  2. 冷却方法
  
  采用切削液带走磨削时的热量可以避免烧伤,但目前适用的冷却方法效果较差,原因是切削液未能进入磨削区。
  
  为了使切削液能较好的进入磨削区起到冷却作用,目前采用的主要方法有内冷却法、喷射法、间断磨削法与古油砂轮等。内冷却法是将切削液通过砂轮空心主轴引入砂轮的中心腔内,由于砂轮具有多孔性,当砂轮高速旋转时,强大的离心力将切削液沿砂轮空隙向四周甩出,使磨削区直接得到冷却。
  
  3. 工件材料
  
  工件材料硬度越高,磨削发热量越多;但材料过软,则易于堵塞砂轮,反而使加工表面温度急剧上升。
  
  工件材料的强度可分为高温强度与常温强度。高温强度越高,磨削时所消耗的功率越多。例如在室温时,45钢的强度比20crmo合金钢的强度高65n/mm2,但在600℃时,后者的强度却比前者高180n/mm2,因此20crmo钢的磨削加工发热量比45钢大。
  
  工件材料的韧性越大,所需磨削力也越大,发热也越多。
  
  导热系数低的材料,如轴承钢、高速钢等在磨削加工中更易产生金相组织的变化。
  
  4. 砂轮的选择
  
  硬度过高的砂轮结合力太强,自锐性差,将使磨削力增大,易产生磨削烧伤,故常选用较软的砂轮。提高砂轮磨粒的硬度、韧性和强度,有助于保持刃尖的锋利性及自锐性,从而抑制磨削烧伤。金刚石磨料由于其强度、硬度都比较高,而且在无切削液的情况下,它的摩擦系数也只有0.05,相对而言最不易产生磨削烧伤,是一种理想的磨料。
  
  砂轮结合剂应为具有一定弹性的材料,如树脂类。这样当某种原因使磨削力增大时,磨粒能产生一定的弹性退让,使切削深度减小;同时由于树脂的耐热性差,高温时结合性能显著下降,磨粒易于脱落。这些都有助于避免磨削烧伤。
  
  选用粗粒度砂轮磨削时,既可减少发热量,又可在磨削软而塑性大的材料时避免砂轮的堵塞。

 
 
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