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超高速磨削技术的加工效果

发布时间:2019-6-15
  超高速磨削加工经过研究在生产应用取得了以下明显效果。
  ①能降低磨削力,提高磨削效率超高速磨削加工时由于磨屑厚度变薄,在磨削效率不变的条件下,法向磨削力会随着磨削速度£,。的提高而显著减少(例如,U。-200m /s时法向磨削力仅为u。-80m /s时的46%),从而使工艺系统变形减少;加之超高速平面磨削时的激振频率远高于工艺系统的固有频率,不易引起共振。超高速磨削加工的磨削精度和磨削效率也相应提高。采用CBN砂轮进行超高速磨削,砂轮线速度u。由80m /s提高至300m /s时,金属比磨除率由50mm3 /(mm·s)提高至1000mm3/(mm·s)。采用U。-340m /s的超高速磨削,金属比磨除率比采用180m /s磨削时提高200%。
  ②砂轮磨损小,提高砂轮使用寿命提高砂轮线速度,则单位时间内磨削压内的磨粒数增加,在进给量保持不变的情况下,单颗磨粒的磨削厚度变薄,使砂轮一工件系统受力变形减少,磨削力下降,使工件加工精度提高。由于尊宝娱乐手机APP磨粒承受的磨削力减少,可使砂轮磨损降低,可延长砂轮寿命。由于单个磨粒所承受的磨削力大为减少,则降低砂轮的磨损。当磨削力不变时,砂轮线速度由80m/s提高至200m/s,磨削效率提高2.5倍,CBN砂轮的寿命则延长1倍。
  ③降低磨削温度超高速磨削过程中,磨削较高的应变率使工件表面层硬化现象和残余应力倾向减少,磨粒在磨削压移动速度成倍提高,工件进给速度也相应加快。由于应变率响应的温度滞后,很大一部分热量没有来得及传人工件内部就被砂轮、磨削液及空气流带走,因此,磨削温度降低,能越过容易发生热损伤的区域,极大地扩展了磨削工艺的应用范围,有利于提高磨削加工精度。
  ④提高加工精度超高速磨削过程中,磨屑厚度变薄,在磨削效率不变时,法向磨削力随磨削速度的增大而大幅度减小,降低磨削过程的工艺系统变形;磨床高速运转,激振频率远离工艺系统的固有频率,降低工艺系统的振动,有利于提高加工精度。如磨削淬火钢活塞,其壁厚为2mm,直径公差为小于4 /tin,容许圆度小于等于3μm,表面粗糙度Rn小于2itrn。当砂轮线速度u。为34m /s时,其磨削结果无法达到规定的尺寸公差。将砂轮线速度提高至60m /s时,由于磨削力降低,则磨削结果为工件尺寸在所要求的公差范围内,缩短了加工时间。
  ⑤改善磨削表面完整性 超高速磨削采用大的磨削用量,传人工件的磨削热少,不发生磨削表面热损伤,降低表面残余应力,可获得良好的表面物理性能和力学性能。当u。提高后,每一单颗磨粒对工件材料的切削过程极短。如砂轮直径为400mm,磨削深度为0.1mm时,以u。-30m /s进行磨削,磨屑形成时间为0.2ms;而当u。提高到150m /s时,则磨屑形成时间仅为0.04ms。在极短的时间内则磨屑的应变率极高(近似为接近于磨削速度)。工件表面的塑性变形层变浅,磨削的沟痕两侧因塑性流动而形成的隆起高度变低。磨粒对工件的耕犁作用时间变短,则耕犁程度变得缓和,使磨削表面粗糙度值下降。例如,u。分别为33m /s、100m /s、200m /s情况下,则测得的Ra值分别为2.0μm、1.4itm、1.1itrn。采用CBN砂轮粒度为80#,n。-0.2mm,u。-2000mm /min。当u。由90m /s提高到210m /s时,则Ra值由0.37μm下降到0.26μm。
  ⑥实现对陶瓷等硬脆材料的延性磨削 超高速磨削时单位时间内参加磨削的磨粒数大大增加,单个磨粒的切削厚度极薄,陶瓷等硬脆材料不再以脆性断裂的形式产生磨屑,而是以塑性变形形式产生磨屑,从而大大提高磨削表面质量和磨削效率。
  ⑦对耐热合金有良好表现在超高速磨削条件下,由于磨屑形成时间极短,工件材料的应变率已接近塑性变形应力波的传播速度,相当于材料的塑性减少,使材料的磨削加工变得容易。对于镍基耐热合金、钛合金、铝及铝合金等磨削性较差的材料,在超高速磨削条件下则有良好的加工效果。