三、其次,需采用合理的磨削用量 超硬磨具由于本身的特点,使用时在选择合适的磨具特性后,还必须采用合理的磨削用量,才能获得{zj0}的磨削效果,得到高效加工效率、良好的加工质量和较低的加工成本。 1、砂轮速度(vs)的采用: 砂轮速度指的是砂轮使用速度、砂轮工作时的圆周速度,即砂轮圆周上{zd0}直径处测量的砂轮切向速度,是磨削参数中至关重要的一项指标,它对磨削影响较大,砂轮速度过低,其工作表面上磨粒的磨屑厚度较大,造成砂轮磨损就大,且单位时间工件表面经过的磨粒少,使加工表面粗糙度较差。随着砂轮速度的提高,两者均得以改善,但砂轮速度的提高受到了机床条件的限制,砂轮速度过高时,由于机床刚性的不足,会产生振动,加剧砂轮的磨损和加工表面粗糙度的恶化,加剧磨削温度的升高,破坏被加工表面质量,这些都是必须避免的。 砂轮速度的选择一般依据结合剂种类、磨削形式和冷却条件进行选择。金刚石砂轮因磨料的热稳定性较差,一定要限速使用,常从下列两表中综合加以考虑来:
立方氮化硼砂轮由于磨料的热稳定性较金刚石大大提高,在较高速度下加工引起的较高磨削温度不会像金刚石砂轮那样因高温引起的强烈磨损,造成砂轮磨损严重,加工质量降低,加工成本提高,所以立方氮化硼砂轮可以采用较高的砂轮速度,反而是较高的砂轮速度才能更好地发挥立方氮化硼磨料的特性,取得较佳的加工效果,一般采用如下参数:
随着磨床设计和制造技术的发展,以及磨具材料的进步,越来越多地采用了高速磨削工艺,取得了较佳的磨削效果,尤其是立方氮化硼磨具更为广泛地采用较高的数值,电镀结合剂立方氮化硼有的用到120~150米/秒,甚至更高,个别达到250米/秒。 2、磨削深度(a)的选用: 磨削深度是指工件有往复运动时沿砂轮径向进给的距离,它的大小直接影响加工效率、加工质量和加工成本,也是磨削加工一个十分重要的参数。随着磨削深度的增大,加工效率提高,磨具磨损加大,而且相应增加砂轮和工件的接触压力,使磨削力和磨削温度升高,达到一定量后会激剧增大砂轮磨损,同时还引起机床振动,使加工表面质量很快恶化,磨削温度的过高,也会造成被加工表面xx、裂纹的出现,工件寿命将会极大降低。 磨削深度的选用应根据加工效率的要求、磨削方式、磨具的粒度、结合剂的种类,以及加工成本综合加以考虑。在目前一般的机床条件下,金刚石砂轮建议采用以下参数:
立方氮化硼砂轮由于磨粒自锐性较好,且导热性、热稳定性等物理特性较佳,能良好地保持砂轮工作表面的锋利性,磨削深度可大于金刚石砂轮。对于特殊的磨削工艺,如深切缓进强力磨削,更是磨削深度可达两位数,一次通过完成。 3、工件速度(vw)的确定: 工件速度是指工件被加工表面相对于砂轮工作点的相对瞬时速度,对磨削效果仅略有影响,比其它加工参数影响要弱得多。当然,工件速度过低,在一定程度上影响加工效率和加工表面粗糙度;工件速度过高,砂轮磨损会略有增加,而且由于机床刚性的限制,还会加重磨削冲击力,引起噪音的加大。一般超硬磨具磨削时,工件速度建议在10~20米/分范围内选择较适当。但对深切缓进给磨削,工件速度十分缓慢,低达每分钟几十至几百毫米。 4、轴向进给速度(va)的选定: 轴向进给速度是指单位时间内工件沿砂轮回转轴线方向相对移动的距离,超硬磨具磨削时,随着轴向进给速度的增大,磨削效率提高,磨具磨损加大,加工表面粗糙度下降,一般加工建议选用下表所列参数:
刃磨时,很多情况下都是由操作者手动控制工作台进行进给运动,常在1~2米/分范围内。 对一些特殊要求的加工,就需根据要求来调整,如要求加工表面低粗糙度的精磨、抛光等,则必须采用很小的轴向进给速度,对于粗粒度磨具的高效率磨削,就要采用较大的轴向进给速度。 四、再次,应采用合适的磨削液 在超硬磨具使用过程中,由于磨粒对工件材料的去除作用,和磨具与工件的相对摩擦,磨削区的温度是很高的,加上超硬磨料导热系数高,很快传到磨具中,引起磨具温度的快速提高,会影响磨削过程的正常进行,增加砂轮的磨损,工件表面粗糙度下降,加工质量变差,温度太高时,甚至会造成工件表面拉应力的极大提高,引起表面裂纹。对树脂结合剂磨具太高的磨削温度还会造成磨粒附近结合剂的热分解,破坏了其结合强度,引起磨具磨损的极大加剧,大为降低磨削工序的经济性。所以采用超硬磨具进行加工时,在条件允许的情况下应尽量采用磨削液,达到降低磨削区温度,加强润滑效果,改善加工状况,充分合理使用超硬磨具的目的。 选择磨削液时,除一般要求无腐蚀、无公害,符合环保要求外,还应有良好的润滑性、洗涤性和冷却效果,对超硬磨具来说更强调其洗涤性和冷却效果。金刚石磨具加工硬质合金和各种高合金刚时,宜采用轻质矿物油、苏打水(树脂结合剂磨具不宜)及各种水溶性磨削液、弱碱性乳化液等,尤以煤油、轻柴油和水溶性磨削液为佳。金刚石磨具加工非金属材料时,一般用水做磨削液。立方氮化硼磨具加工时,由于磨料在高温下易和水产生水解作用,大大加剧磨具的磨损,一般不采用水溶性磨削液,多数采用轻质矿物油(如煤油、轻柴油等),当必须采用水溶性磨削液时,也必须加入极压添加剂,以减弱磨料的水解作用。 |