磨料磨具培訓(xùn)教程PPT幻燈片

1,什么是磨料磨具磨料磨具分類固結(jié)磨具特性的選擇砂輪的修整固結(jié)磨具的評定方法磨削常見問題、解決方案砂輪使用范圍、實例應(yīng)用砂輪的安全使用,2,什么是磨料磨具?,磨料磨具是磨料和磨具的統(tǒng)稱包括:磨料產(chǎn)品砂子：剛玉、碳化硅磨具產(chǎn)品砂輪、砂紙.,3,磨料磨具分類產(chǎn)品分類,陶瓷結(jié)合劑砂輪Vitrifiedbond固結(jié)磨具普通磨具樹脂結(jié)合劑砂輪OrganicbondBondedConventional橡膠結(jié)合劑砂輪Rubberbond油石、研磨條(塊)、小磨頭陶瓷結(jié)合劑金剛石、CBN砂輪超級磨具樹脂結(jié)合劑金剛石、CBN砂輪Super金屬結(jié)合劑金剛石、CBN砂輪金剛石、CBN研磨條、小磨頭涂附磨具砂紙Sheet、砂帶BeltCoated砂盤百葉輪、千葉碟Flapwheel(Disc)拋光輪、拋光帶Bear-TEX,4,磨料磨具分類磨削應(yīng)用分類,金屬加工領(lǐng)域Metal-FEB鑄件毛坯打磨，焊接焊縫打磨，鋼材的切割，表面處理；使用樹脂打磨砂輪，切割片，砂盤等；工具加工領(lǐng)域Tool-room刀具、工模具的加工，如鉆頭、銑刀等刀具加工，注塑模具的加工；使用金剛石砂輪、CBN砂輪，單晶剛玉砂輪；產(chǎn)品加工領(lǐng)域Production大批量生產(chǎn)的場合，如汽車發(fā)動機(jī)零件，軸承加工；各種陶瓷、樹脂結(jié)合劑砂輪：用于平面、外圓、內(nèi)圓、端面、溝道磨削砂輪；木材加工領(lǐng)域Furniture包括人造板材程家具的打磨、拋光，使用砂紙、砂帶、無紡布。,5,固結(jié)磨具特性的選擇需要初步了解的,磨具在加工中起磨削、研磨、拋光作用的工具。三大要素構(gòu)成砂輪：磨料、結(jié)合劑、氣孔。直觀上看，磨削是砂輪與工件的直接接觸，工件表面磨削的好壞，判斷出砂輪的好與不好。實際，看著象是砂輪磨削工件的過程，是四個方面因素綜合作用形成的磨削結(jié)果，四個因素：機(jī)床、操作方式方法、工件材質(zhì)類型、砂輪選型。四個因素作為系統(tǒng)輸入，輸出就是磨削所達(dá)到的工件表面質(zhì)量、殘余應(yīng)力情況、公差/粗糙度、以及“用戶們”關(guān)心的生產(chǎn)效率、單件成本。,6,砂輪這樣表示:形狀外徑厚度內(nèi)孔規(guī)格參數(shù),單面凹PDA,碟形D,固結(jié)磨具特性的選擇需要初步了解的,砂輪形狀標(biāo)識,7,固結(jié)磨具特性的選擇需要初步了解的,砂輪標(biāo)識實例:PDA300X30X127WA60-K5V35m/s,8,固結(jié)磨具特性的選擇磨料,磨料是磨削加工中的主體，具備很高的硬度、耐熱性、熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性，還具有一定韌性、以便承受一定磨削力。從物理性上分：有塊狀和分離型兩大類。塊狀，呈一個四角或多角形顆粒狀，有一定韌性，當(dāng)鋒口被磨鈍后自身不容易破碎。分離型，磨料呈條狀或片狀，內(nèi)部有規(guī)則和不規(guī)則的分離層，當(dāng)所受壓力達(dá)到一定程度會產(chǎn)生破碎，出現(xiàn)新的鋒口。塊狀磨料如棕剛玉(A)，分離型磨料如白剛玉(WA)。從化學(xué)成份上分，主要有：碳化物系(碳化硅)、氧化物系(剛玉)、和超硬磨料系(立方氮化硼、金剛石)。磨料以各自不同的性能，適用加工范圍：,9,固結(jié)磨具特性的選擇磨料,10,固結(jié)磨具特性的選擇磨料,11,8000Diamond4700CBN(CubicBoronNitride)2480-SiliconCarbide2200-TungstenCarbide2050-AluminumOxide1600-AluninaZirconia820-Quartz740-Hardsteel,HRC60,HARDER,不同材料的努氏硬度(KNOOP)對比,固結(jié)磨具特性的選擇磨料,12,磨料粒度是反應(yīng)磨粒幾何尺寸的大小，也是反映工件表面粗糙度和加工效率的重要指標(biāo)。粒度粗細(xì)還影響磨削熱量的生成及磨具表面堵塞。粒度定義：單位英寸長度的篩網(wǎng)上孔的數(shù)量?？椎臄?shù)量越多,孔的尺寸就越小,通過的砂粒也越細(xì),即粒度就越細(xì)。,固結(jié)磨具特性的選擇粒度,13,主要國家磨料粒度尺寸對照表,固結(jié)磨具特性的選擇粒度,14,磨具粒度選擇與工件性質(zhì)及磨削條件的關(guān)系表,固結(jié)磨具特性的選擇粒度,不同粒度磨具的應(yīng)用范圍,15,surfacefinishGritsizeO.D.Gritsize粗糙度外圓磨平面磨Ra1.64636Ra0.86046Ra0.48060Ra0.210080Ra0.1150120,固結(jié)磨具特性的選擇粒度,砂輪的粒度選擇就取決于工件所要達(dá)到的表面粗糙度。,16,硬度即砂輪中結(jié)合劑量的多少，也就是將砂粒和砂粒相結(jié)合能力的大小。是反應(yīng)磨粒在磨削過程中受力后從磨具表面脫落的難易程度，它決定磨具自銳性的好壞，是磨具磨削時的重要控制參數(shù)。磨具硬度選擇的基本原則是：保證適當(dāng)自銳性的同時，減少磨具過大磨損，避免磨削時產(chǎn)生過高磨削溫度。,固結(jié)磨具特性的選擇硬度,磨具硬度選擇與工件性質(zhì)及磨削條件的關(guān)系表,17,磨具硬度使用范圍,固結(jié)磨具特性的選擇硬度,18,硬度GRADE,Grain,Bond,固結(jié)磨具特性的選擇硬度,SoftGradeHardGrade,檢測砂輪硬度的方法：噴砂硬度：以砂輪表面的坑深值來表示砂輪的軟硬程度。Go硬度：以硬質(zhì)合金頭在砂輪表面的施壓旋轉(zhuǎn)深度表示砂輪的硬度。音頻檢測：采用敲擊砂輪收集其音頻值來計算彈性模量。,19,WorkpiecehardnessGrade工件硬度砂輪硬度45HRCM4555HRCL5060HRCK5862HRCJ6065HRCH,固結(jié)磨具特性的選擇硬度,20,固結(jié)磨具特性的選擇組織,砂輪的組織是指砂粒之間的間隙大小。間隙又稱氣孔，用類似樟腦的物質(zhì)與磨料、結(jié)合劑混合，在燒結(jié)過程中揮發(fā)從而形成的較大空隙。用數(shù)字從1到20表示，國內(nèi)5號、諾頓8號表示一般，數(shù)字越小表示越緊密，數(shù)字越大組織越疏松。氣孔作用：容納較多的金屬屑，防止磨屑堵塞砂輪；氣孔有助冷卻液在磨削區(qū)域的流動，提高冷卻效率。組織的劃分與磨粒率關(guān)系如下：VG=62-2N（VG磨粒率%；N組織號）當(dāng)VG=62時，N=0，即該磨具為0號組織，磨粒率每遞減2%，組織號放松一級。組織關(guān)系到磨粒、氣孔、結(jié)合劑三者比例。,21,磨具組織選擇與工件性質(zhì)及磨削條件的關(guān)系表,磨具組織的使用范圍表,固結(jié)磨具特性的選擇組織,22,固結(jié)磨具特性的選擇結(jié)合劑,結(jié)合劑作用是將磨具粘結(jié)成一定幾何形狀。它是影響到砂輪強(qiáng)度、硬度、組織成型密度的主要因素。其選擇主要取決于磨削目的、砂輪速度及加工表面要求。,23,結(jié)合劑性能比較,陶瓷結(jié)合劑剛性耐壓,耐沖擊性差速度較低63m/s形狀保持性好易碎燒結(jié)900-1200C,樹脂結(jié)合劑(樹脂,橡膠,蟲膠)柔性受熱分解表面粗糙度好耐沖擊固化-200C可補(bǔ)強(qiáng),固結(jié)磨具特性的選擇結(jié)合劑,24,磨削液對磨削起著不可忽視的影響,主要作用：磨削液可以帶走磨削產(chǎn)生的大部分熱量，防止工件燒傷的冷卻作用；磨削液同時起到潤滑作用，減小金屬同磨料、結(jié)合劑之間產(chǎn)生摩擦；磨削液也對砂輪表面起到?jīng)_洗作用，避免金屬屑堵塞砂輪空隙；防銹作用，保護(hù)加工表面。,固結(jié)磨具特性的選擇磨削液,25,固結(jié)磨具特性的選擇磨削液,磨削液的流速要略大于砂輪的線速度，壓強(qiáng)在10-20Bar，速度(Vc)與泵的流量(Qp)，以及噴嘴的橫截面積(S)有關(guān)公式:S=16.6(Qp0.9)/Vc或者Vc=16.6(Qp0.9)/S注釋:S=噴嘴的橫截面積=w*h(mm2)；w=噴嘴的寬度(mm)；Vc=噴嘴處冷卻液的速度(m/s)；Qp=泵的流量(l/min)；Qc=噴嘴處的流量(l/min)，因為管道的流量損失，Qc約等于0.9Qp。,對于磨削液的噴嘴要求，其寬度要與砂輪寬度相符(略大些)，噴嘴方向要與磨削面成30夾角，保證冷卻液進(jìn)入磨削區(qū)域。,26,砂輪的修整是指用金剛筆或金剛滾輪將砂輪的磨鈍、磨損部分去除的過程。為什么修整砂輪砂輪的磨鈍、磨損，包括：磨粒的鈍化和磨損；砂輪工作表面的堵塞；砂輪輪廓的磨損。,砂輪的修整為什么修整,27,砂輪的修整修整時機(jī),因此，這時候要修整砂輪新砂輪剛裝上機(jī)床，要將其修圓；磨削加工使用后，要將鈍化和磨損層磨料去掉；砂輪本身沒有鈍化，工作表面被磨削材料“堵塞”被金屬屑填平，無法再繼續(xù)磨削；砂輪輪廓磨損。,28,修整速度對磨削的影響：當(dāng)修整筆走刀較快時，砂輪表面呈大螺距的“螺旋面”，可以進(jìn)行粗磨；因為每顆磨料承受較大的力，砂輪易脫粒，所磨削的金屬量也較多。當(dāng)修整筆走刀速度較慢時，砂輪表面呈小螺距的“螺旋面”，這只能用于精磨，因為砂輪表面表現(xiàn)很致密，相當(dāng)于粒度變細(xì)了。有時不同的工件粗糙度可以用同一片砂輪通過不同的修整速度來實現(xiàn)。,砂輪的修整修整速度的影響,29,修整速度的經(jīng)驗公式計算：Ud=0.5/SdSd=Vd/其中：Vd金剛筆的走刀速度mm/min砂輪的轉(zhuǎn)速l/minSd砂輪每轉(zhuǎn)一圈，修整筆沿軸向移動的距離0.5是估算的金剛石頭部寬度Ud的值分別代表不同的磨削情況：Ud=2-3粗磨3-6半精磨6+精磨,砂輪的修整修整計算公式,30,修整進(jìn)刀量，掌握的原則是：將鈍了的磨料顆粒修出鋒口，將堵塞在磨料顆粒間的金屬屑去除掉。因此，一般情況下，需要修掉顆粒尺寸的1/3-1/2，以保證修出磨料的新鋒口和去除堵塞物。每次進(jìn)刀建議：修整導(dǎo)程小于0.2mm/r，粗磨每次進(jìn)刀不超過0.05mm，精磨每次不超過0.025mm。,砂輪的修整修整原則,31,砂輪的修整修整筆,32,砂輪的修整修整工具安裝注意事項,修整工具盡可能接近加工工件的工作位置；避免經(jīng)常使用金剛石的一個部位，要定期進(jìn)行轉(zhuǎn)動；金剛石尖磨損達(dá)極限時，應(yīng)進(jìn)行修復(fù)或更換新筆；修整時，要有充足的磨削液。,金剛石桿向上傾斜315,水平方向與砂輪表面傾斜2030；金剛石與砂輪接觸點應(yīng)低于砂輪軸線12mm，金剛石桿伸出長度不大于10mm。(右圖),33,固結(jié)磨具的評定方法性能指標(biāo),評定砂輪磨削性能的指標(biāo),34,砂輪磨耗比(G-ratio)壽命系數(shù)單位體積的砂輪消耗所去除的金屬量。G-ratio=金屬的去除量MR(mm3)/砂輪的損耗量Ww(mm3)在相同的修整深度情況下，每修一次所磨的工件數(shù)量反映砂輪的壽命情況?？梢哉J(rèn)為，砂輪磨削的損耗微乎其微，可忽略不計，修整的砂輪損耗直接代表砂輪的壽命。金屬磨除率MRR效率系數(shù)單位時間的金屬磨除量(mm3/s)。MRR=HBVwH進(jìn)給速度，B砂輪寬帶，Vw臺面速度相同寬度的砂輪在相同速度情況下，進(jìn)刀量直接代表砂輪的效率情況。,固結(jié)磨具的評定方法性能指標(biāo),35,工件磨削表面質(zhì)量：達(dá)到的工藝要求，表面粗糙度、平面度、直線度、圓柱度、錐度等；表面劃傷或拉毛；磨削性能的好壞是由結(jié)合劑的性能所決定的，體現(xiàn)制造商砂輪質(zhì)量水平。砂輪的其他質(zhì)量要素平衡：裝上法蘭后需要進(jìn)行平衡校準(zhǔn)。砂輪平衡性好(砂輪的組織密度均勻)，可減少輔助時間，提高磨削質(zhì)量，減少振紋的產(chǎn)生機(jī)會；尺寸精度：砂輪外徑、內(nèi)徑、厚度的公差，兩側(cè)面平形度公差，內(nèi)孔與兩平面的垂直度等；例：內(nèi)徑公差很大，會使砂輪裝入法蘭后間隙過大，無法達(dá)到穩(wěn)定的磨削質(zhì)量；內(nèi)孔與兩平面不垂直，則造成砂輪旋轉(zhuǎn)過程中的偏擺；外觀:給人第一眼的印象！砂輪不僅是工具消耗品,也是商品,是工藝品。,固結(jié)磨具的評定方法性能指標(biāo),36,工件表面粗糙度差的影響,影響工件使用壽命：表面越粗糙，凸峰接觸部位單位面積所受的壓力越大，接觸面相對運(yùn)動時，產(chǎn)生塑性變形,在壓力作用下形成干摩擦,加劇磨損；但表面越光潔，表面粗糙度太小不利于潤滑油的駐存，使接觸表面間分子親和力增加,發(fā)生粘合，摩擦力增加而產(chǎn)生急劇磨損，在一般條件下，表面粗糙度總是存在一個最佳點。對軸承來說，會產(chǎn)生噪音。影響工件的疲勞強(qiáng)度：表面粗糙度大的表面，極易產(chǎn)生應(yīng)力集中，使表面實際應(yīng)力比平均應(yīng)力高1.5-2.5倍，容易產(chǎn)生裂紋。,磨削常見問題、解決方案,37,影響工件表面粗糙度的因素,磨削常見問題、解決方案,38,解決影響表面粗糙度的做法,磨削常見問題、解決方案,39,工件表面磨削燒傷及裂紋,對工件的影響-表面燒傷破壞了工件表層組織，發(fā)生氧化變質(zhì)，易造成表層腐蝕，極大影響工件使用性能和壽命。因此，燒傷是磨削加工中嚴(yán)格控制的質(zhì)量指標(biāo)。磨削裂紋同樣影響工件的使用壽命，工件易腐蝕，裂紋處氧化快，表層組織變化快，易變質(zhì)。,磨削常見問題、解決方案,燒傷：磨削時，工件表面溫度過高使表面組織(主要是金相組織)發(fā)生變化。裂紋：當(dāng)工件表面的殘余拉應(yīng)力超過材料的強(qiáng)度極限時就會產(chǎn)生磨削裂紋。預(yù)防燒傷和裂紋的措施（見下頁）,40,工件表面磨削燒傷及裂紋,磨削常見問題、解決方案,41,工件表面振紋,工件表面螺旋紋,工件表面波紋,振紋,磨痕,對工件的影響：對工件壽命有很大影響，振紋處易產(chǎn)生腐蝕。對軸承來說主要是影響到使用時工件的旋轉(zhuǎn)精度，在測振時，振動值大，圓度不圓，另外嚴(yán)重時引起磨削振紋燒傷。,磨削常見問題、解決方案,42,工件切入磨時圓度超差,工件相鄰直徑不同心,對工件的影響降低工件使用壽命；降低工件抗疲勞強(qiáng)度；特殊特性的尺寸精度誤差易影響工件使用，如軸承孔尺寸的控制，尺寸過小，安裝不到軸上；過大，易引起振動，影響軸承使用壽命等。,磨削常見問題、解決方案,43,固結(jié)磨具產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝,MIXING,PRESSING,DRYING,VITRIFICATION,POLYMERISATION,INSPECTION-SBP,MOD,DENSITY,GRDWHEELFINISHINGMETHODS,FINALINSPECTION,PACKING,混料,壓制成形,干燥,燒結(jié),固化,初檢,加工,終檢,包裝,44,固結(jié)磨具產(chǎn)品的應(yīng)用及市場分布,曲軸磨削-汽車發(fā)動機(jī)行業(yè)凸輪軸磨削-汽車發(fā)動機(jī)行業(yè)齒輪磨削-汽車零部件行業(yè)重負(fù)荷荒磨BZZ-鋼鐵行業(yè)大切割片-鋼鐵行業(yè)軋輥磨-鋼鐵行業(yè)導(dǎo)軌磨-機(jī)床行業(yè)無心磨-軸承行業(yè),微型軸行業(yè),減震器行業(yè)雙端面磨-軸承行業(yè),汽車發(fā)動機(jī)行業(yè)強(qiáng)力成型磨-航空葉片,汽輪機(jī)葉片行業(yè)工具磨-電子模具行業(yè),切削刀具行業(yè),45,其他行業(yè),發(fā)動機(jī)零部件：氣門,活塞,活塞環(huán),變速箱軸,等速萬向節(jié),轉(zhuǎn)向齒條空調(diào)冰箱壓縮機(jī)：曲軸,偏心軸,活塞切削工具：銑刀,拉刀,鉆頭,滾刀量具：卡尺,千分尺印刷機(jī)滾筒打印機(jī),傳真機(jī)送紙輥,46,無心磨-軸承、微型軸、減震器行業(yè),軸承內(nèi)外圈P600200305A80K5V微型軸P455205228.6GC80M5VK減震器P600200305ASA60K5VASA80K5V/A120K5V生產(chǎn)品牌微型軸:諾頓,臺灣嘉寶,福建全盈,東莞帝研軸承,減震器:諾頓,白鴿,四砂,蘇州,蘇北,47,軸承外圈無心磨,磨床牌號:MikrosaFamirGhiringhelli508500304.8WA70K5V505610304.8WA70K5VE工件直徑30-40mm,48,ZONEDWHEELSET-UPS,Coarse,aggressiveabrasivetoremove90%ofstockquickly;oftenSG,E.g.71A/73A46KORL,Finerabrasivetogenerateformandroundness(leaves15microns),E.g.48A80KV,Finestabrasivetogiverequiredsurfacefinish,E.g.51A120JV,(2to5specs),49,軸承內(nèi)圈外溝磨削,國產(chǎn)萊必泰磨床:P50010-25203AWA100-120K5V60M/S無錫機(jī)床廠M133磨床:PDT50016203AWA100-120L5V60M/SLidkoping-Famir-Fortuna50810to25305SA100-M5V60M/S,50,軸承外圈內(nèi)溝磨削,A-01F24.35.59.545m/sAWA180-L5VTR.22B-01M23119.5AWA180-L5VTR.22,51,軸承內(nèi)外圈600X75X192SGA60-120MB17軸承滾柱750X90X56032A60GB14X319C,軸承內(nèi)外圈、滾柱端面,52,無心磨導(dǎo)輪,標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格:A150RR,有用到80,120和180粒主要尺寸系列:,53,什么是磨料磨具磨料磨具分類固結(jié)磨具特性的選擇砂輪的修整固結(jié)磨具的評定方法磨削常見問題、解決方案砂輪使用范圍、實例應(yīng)用砂輪的安全使用,54,安裝前外觀檢查：砂輪保持干燥、清潔，不得粘有異物；敲音檢查：存在的裂紋及暗紋；磨床主軸轉(zhuǎn)速必須小于砂輪最高使用轉(zhuǎn)速；速度標(biāo)志不清或無標(biāo)志砂輪必須重新進(jìn)行回轉(zhuǎn)試驗；檢查主軸與法蘭安裝表面，必須干凈，沒有劃痕與損傷，法蘭的平面度須良好；兩個法蘭的直徑必須相等，尺寸大小合適；砂輪與法蘭面之間分別安裝一片新的比法蘭尺寸稍大的紙（或塑料）墊圈。,砂輪的安全使用安裝須知,安裝前必須敲擊檢查,用木槌敲擊砂輪，小尺寸砂輪用手指掛住中心孔，大尺寸放置在硬地面上，木槌輕敲如圖示位置；正常的發(fā)出清晰的金屬聲音，出啞聲、悶聲不能用！,55,1,2,3,4,5,6,7,8,螺栓的擰緊確保固定法蘭的配合軸與砂輪內(nèi)孔配合良好，沒有過緊；砂輪安裝時注意砂輪高點或低點的方向(如右上圖)；砂輪安裝過程中，螺栓的緊固應(yīng)嚴(yán)格按照軸對稱逐步擰緊順序(如右圖所示)。擰緊扭矩的大小以砂輪和法蘭之間不發(fā)生滑動為最小值，不要施加過大的扭矩。螺栓的擰緊扭矩參見下頁；判斷砂輪與法蘭之間是否有滑動，可以在安裝完成時用粉筆在砂輪和法蘭之間劃一條直線。,主軸,砂輪的安全使用砂輪安裝,56,對于薄砂輪擰緊扭矩需要乘以0.8，如下表：,擰緊扭矩參考數(shù)值，如下表：,砂輪的安全使用砂輪安裝,