磨削加工中砂轮排屑难题探讨
磨削加工是一种应用广泛的金属切削方法,主要加工传统刀具难以切削的硬质材料以及表面质量、尺寸精度要求高的材料。随着大量新材料的出现和运用对零件精度、质量的要求,磨削加工应用的增长幅度超过其他传统加工方法。磨削加工中,磨粒的尺寸、形状和分布对加工起着重要作用,但在加工韧性金属时,出现砂轮急剧堵塞钝化,导致砂轮寿命缩短,为避免砂轮堵塞钝化和产生的不利影响,分析砂轮堵塞机理、成因非常必要。
1磨屑的形成
磨削过程是通过切除一定量的工件材料获得较表面质量和精度,常用刀具为砂轮。砂轮是由磨料、结合剂经压坯、干燥、烧结而行成的疏松体,其单个磨粒就是一把微小的切削刃,有很大的负前角和刃口钝圆半径。高速运动磨粒经过滑擦、耕犁后切入工件,切削层材料有明显的沿剪切面滑移后形成了短而薄的切屑,这些磨屑在磨削区内被加热到很高的温度,然后被氧化和熔化,而固化成微粒球体,在球体面上还有某些叉枝,是一种主要磨屑形式。磨削耐酸不锈钢Cr20Ni24Si4Ti时,发现大量球状磨屑,还伴随着带状、节状磨屑以及灰烬这些磨屑有不少部分将会填充到砂轮气孔中,依附在磨料的四周,引起砂轮的堵塞,导致磨削精度下降,烧伤工件,缩短砂轮寿命。
2砂轮堵塞的类型和机理分析
21砂轮堵塞的类型
砂轮堵塞的类型有嵌入型、粘着型和混合型。嵌入型堵塞是磨屑嵌塞在砂轮工作表面空隙处的堵塞状态粘着型堵塞是磨屑熔结在磨粒及结合剂上的堵塞状态混合型堵塞是既有嵌入型堵塞又有粘着型堵塞。
22嵌入型堵塞的机理分析
外来因素:磨削加工有一个很重要的特点,一般FyFz大于210工件材料愈硬,塑性愈小,比值愈大,磨削区的磨屑在强大的正压力作用下,被机械挤进砂轮表面的空隙里。磨屑是沿磨粒前面滑出,磨粒前面的局部区域堆积着数层磨屑,在砂轮高速旋转的作用,磨粒后面形成气流旋涡区,旋涡区的空气压力显著减小,在负压力作用下,使部分磨屑依附在磨粒的后面,形成磨粒后刀面的依附性堵塞,依附物多数是灰烬和微粒。
静电场的作用:在磨削区某些小区域内形成了有砂轮和工件组成的小电场,在电场的作用下,部分磨屑将呈现极性,根据异性相吸原理,与砂轮极性相反的磨屑就被吸附在砂轮工作表面。借助于砂轮与工件之间较大的机械压力,使己吸附在砂轮表面的磨屑能稳定地嵌入砂轮表面空隙之间。
23粘着型堵塞的机理分析
熔化性粘结:磨削过程中绝大部分输入功率转变为磨削热,使磨削点温度r