針對特殊材料的磨削砂輪研制

1、針對特殊材料的磨削砂輪研制針對特殊材料的磨削砂輪研制引言某設(shè)備上一種特殊的機械零件采用一種特殊金屬材料成份類似彈簧鋼制成，設(shè)計形狀為薄壁圓盤狀，圓盤直徑約100，厚度約1，設(shè)計尺寸和形位公差精度要求較高。其中薄壁圓盤零件材料成分類似彈簧鋼含n，特點是硬度高，韌性大，彈性好，較難產(chǎn)生塑性變形。該材料硬而粘，磨削性不好，而且加工工藝采用切磨的方式，磨削時砂輪與工件接觸面積較大，磨削力很大，砂輪脫粒也很快，因此砂輪的工作條件比擬惡劣，使用普通砂輪較難保證大批量、連續(xù)消費的要求。為了進步工件合格率，進步加工效率，并適當延長砂輪使用壽命，進展了磨削該工件專用砂輪的研制工作，并經(jīng)實驗驗證該專用砂輪研制的可

2、行性，解決了原砂輪使用壽命短，磨削效率低的問題，并成功應用于大批量消費加工中。1專用砂輪的研制1.1砂輪分類及選用原那么砂輪也叫固結(jié)磨具，是采用結(jié)合劑將磨料固結(jié)為要求的形狀大多數(shù)為圓形，中部有通孔，并有一定強度的固結(jié)磨具。一般由結(jié)合劑、磨料和氣孔組成，此三種組成長稱為砂輪的三要素。按照結(jié)合劑不同分類常有陶瓷結(jié)合劑砂輪、樹脂結(jié)合劑砂輪和橡膠結(jié)合劑砂輪。砂輪在制造過程中是在磨料中參加不同的結(jié)合劑，經(jīng)壓坯、枯燥和焙燒等工序制成的內(nèi)部有很多氣孔的物體。由于原材料和制造工藝的不同，砂輪的加工性能有很大差異。砂輪的特性主要優(yōu)磨料、粒度、結(jié)合劑、硬度、組織、形狀和尺寸等因素決定。詳細選用原那么如下：1.1.

3、1磨料的選擇最常用的磨料是棕剛玉A和白剛玉A，然后是黑碳化硅和綠碳化硅G，其余還有單晶剛玉SA和鉻剛本文由論文聯(lián)盟搜集整理玉PA等。白剛玉適宜于制造精磨淬火鋼、高碳鋼、高速鋼等；綠碳化硅砂輪磨粒鋒利、導熱性好，合適于磨削硬質(zhì)合金、光學玻璃、陶瓷等硬脆材料。1.1.2粒度的選擇用粗粒度砂輪磨削時，消費效率高，工件外表粗糙，用細粒度砂輪磨削時，工件外表質(zhì)量好，而效率較低。一般平蘑、外圓磨和無心磨選用36#-46#。1.1.3硬度的選擇磨削軟材料時要選用較硬的砂輪，磨削硬材料那么選用軟砂輪。1.1.4結(jié)合劑的選擇陶瓷結(jié)合劑是一種無機類型的結(jié)合劑，化學性能非常穩(wěn)定，這種結(jié)合劑制造的砂輪磨削效率較高、磨

4、削損耗較小，能很好地保持砂輪的幾何形狀和尺寸，因此應用范圍較廣，是一種非常常用的結(jié)合劑。適用于磨削加工普通碳鋼、合金鋼、不銹鋼等。但是，陶瓷結(jié)合劑砂輪脆性較大，容易損壞，不能受劇烈震動。一般只能在線速度為35/s內(nèi)磨削加工情況下使用。樹脂結(jié)合劑那么是一種有機類型的結(jié)合劑，使用它制造的砂輪強度很高，并且具有一定彈性，耐熱性低，自銳性好，不易損壞，因此可制作工作速度高于50/s的砂輪和很薄的特殊用處的砂輪。1.1.5大氣孔砂輪的選擇大氣孔砂輪在磨削加工時具有不堵塞、耐用度好和切削力大等優(yōu)點。適用于軟金屬、塑料和皮革等非金屬材料的粗、精磨削加工。同時由于空隙比擬大，利于熱量的散發(fā)，它還具有散熱快的特

5、點，所以在磨削加工一些熱敏性大的材料、薄壁工件和干磨工序中有良好的效果，得到了比擬廣泛的應用。大氣孔砂輪的消費范圍是：磨料一般選用碳化物和剛玉等，磨料粒度36#-180#，氣孔尺寸0.7-1.4。1.2工藝簡介磨削過程是砂輪刀具與工件互相作用，磨削中磨粒與工件材料之間的作用既包括磨粒與工件之間的刮擦，又包括磨粒與工件之間的高速沖撞。作為刀具的砂輪穩(wěn)定性對加工的精度起主要作用。本工藝中砂輪端面磨削工件為面接觸，參與切削工件材料的磨粒數(shù)量眾多，用于制造砂輪的磨粒晶體的生長機理不同及制粒過程的破碎方法不同，使得磨料幾何形狀極不規(guī)那么，由于砂輪構(gòu)造和制造工藝的原因，磨粒在砂輪端面上呈隨機分布狀態(tài)，磨削

6、速度及磨削區(qū)的溫度高，在這種高應變和高溫下呈現(xiàn)出的材料性能尤為復雜，砂輪磨粒的磨損、磨粒的切削性能也受到很大的影響。工件材料特殊，材料韌性大，硬度高，磨削性不好，工件薄磨削面積大，在磨削中一次去屑率大，磨削力大，磨削引起的磨削熱易使零件過熱燒傷紋。1.3砂輪配方及實驗砂輪粒度的大孝磨料的配方和粘結(jié)劑的選用、砂輪硬度和氣孔率確實定直接影響砂輪的使用。根據(jù)磨削經(jīng)歷，砂輪磨料粒度小所承載的磨削力小，對于材料韌性大，磨削性不好的工件不能進展磨削，粒度太大，單位面積內(nèi)磨料減少，砂輪鋒利度下降，對大面積工件磨削性不好；選用大硬度的砂輪，砂輪脫粒性低，磨屑易將砂輪外表粘結(jié)，由于零件較硬，磨削時易產(chǎn)生打滑現(xiàn)象

7、，砂輪硬度小，磨削力小，脫粒太快，對工件那么無法進展磨削，綜合考慮選用粒度為46#、中軟，樹脂結(jié)合劑的砂輪，考慮工件材料，砂輪磨料分別選用單晶剛玉、鉻剛玉和綠色碳化硅進展比照試驗，從中選取合適此種材料加工的磨料。根據(jù)上面的試驗方案，選用每種類型的砂輪按照不同的磨削參數(shù)進展磨削試驗，以修正一次能加工合格工件的數(shù)量作為評判標準。結(jié)果如表1。從上述表中可以很明顯的做出判斷，綠色碳化硅磨料的砂輪試驗數(shù)據(jù)比擬理想，因此最終選用性能優(yōu)異的綠色碳化硅材料的砂輪。1.4砂輪構(gòu)造設(shè)計磨削時接觸面積大，一次磨削去屑率高，磨屑不能及時由磨削液帶走，工件屬超薄壁，未帶走的磨屑直接影響的外表質(zhì)量，單靠選用較大氣孔已經(jīng)難以解決上述問題。為理解決該問題，在砂輪成型時端面上特制40個容屑孔，研制的砂輪構(gòu)造如圖1，使用該構(gòu)造的砂輪磨削過程中砂輪較易被沖刷干凈，從而保證工件的外表質(zhì)量和加快砂輪磨削時散熱，從而進步砂輪的使用壽命。2專用砂輪使用效果在正式消費中，使用專門研制的此種砂輪，磨削過程中砂輪耐磨度、脫粒程度、磨削進給量、磨削速度均能滿足工藝要求，并且加工的工件變形較小，合格率高，同時