摘要 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...
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。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,工件的表面温度及表层下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,全相组织来不及变化,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面粗糙度增大,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去热量可以避免烧伤,但目前使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进入磨削区起到冷却作用,目前采用的方法有内部冷却,喷射法,间断磨削法与古油砂轮法
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。