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      南通第二機床有限公司

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      技術交流

      超高速磨削技術的加工效果

      發布時間:2019/7/20
        超高速磨削加工經過研究在生產應用取得了以下明顯效果。
        ①能降低磨削力,提高磨削效率超高速磨削加工時由于磨屑厚度變薄,在磨削效率不變的條件下,法向磨削力會隨著磨削速度£,。的提高而顯著減少(例如,U。-200m /s時法向磨削力僅為u。-80m /s時的46%),從而使工藝系統變形減少;加之超高速平面磨削時的激振頻率遠高于工藝系統的固有頻率,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應提高。采用CBN砂輪進行超高速磨削,砂輪線速度u。由80m /s提高至300m /s時,金屬比磨除率由50mm3 /(mm·s)提高至1000mm3/(mm·s)。采用U。-340m /s的超高速磨削,金屬比磨除率比采用180m /s磨削時提高200%。
        ②砂輪磨損小,提高砂輪使用壽命提高砂輪線速度,則單位時間內磨削壓內的磨粒數增加,在進給量保持不變的情況下,單顆磨粒的磨削厚度變薄,使砂輪一工件系統受力變形減少,磨削力下降,使工件加工精度提高。由于平面磨床磨粒承受的磨削力減少,可使砂輪磨損降低,可延長砂輪壽命。由于單個磨粒所承受的磨削力大為減少,則降低砂輪的磨損。當磨削力不變時,砂輪線速度由80m/s提高至200m/s,磨削效率提高2.5倍,CBN砂輪的壽命則延長1倍。
        ③降低磨削溫度超高速磨削過程中,磨削較高的應變率使工件表面層硬化現象和殘余應力傾向減少,磨粒在磨削壓移動速度成倍提高,工件進給速度也相應加快。由于應變率響應的溫度滯后,很大一部分熱量沒有來得及傳人工件內部就被砂輪、磨削液及空氣流帶走,因此,磨削溫度降低,能越過容易發生熱損傷的區域,極大地擴展了磨削工藝的應用范圍,有利于提高磨削加工精度。
        ④提高加工精度超高速磨削過程中,磨屑厚度變薄,在磨削效率不變時,法向磨削力隨磨削速度的增大而大幅度減小,降低磨削過程的工藝系統變形;磨床高速運轉,激振頻率遠離工藝系統的固有頻率,降低工藝系統的振動,有利于提高加工精度。如磨削淬火鋼活塞,其壁厚為2mm,直徑公差為小于4 /tin,容許圓度小于等于3μm,表面粗糙度Rn小于2itrn。當砂輪線速度u。為34m /s時,其磨削結果無法達到規定的尺寸公差。將砂輪線速度提高至60m /s時,由于磨削力降低,則磨削結果為工件尺寸在所要求的公差范圍內,縮短了加工時間。
        ⑤改善磨削表面完整性 超高速磨削采用大的磨削用量,傳人工件的磨削熱少,不發生磨削表面熱損傷,降低表面殘余應力,可獲得良好的表面物理性能和力學性能。當u。提高后,每一單顆磨粒對工件材料的切削過程極短。如砂輪直徑為400mm,磨削深度為0.1mm時,以u。-30m /s進行磨削,磨屑形成時間為0.2ms;而當u。提高到150m /s時,則磨屑形成時間僅為0.04ms。在極短的時間內則磨屑的應變率極高(近似為接近于磨削速度)。工件表面的塑性變形層變淺,磨削的溝痕兩側因塑性流動而形成的隆起高度變低。磨粒對工件的耕犁作用時間變短,則耕犁程度變得緩和,使磨削表面粗糙度值下降。例如,u。分別為33m /s、100m /s、200m /s情況下,則測得的Ra值分別為2.0μm、1.4itm、1.1itrn。采用CBN砂輪粒度為80#,n。-0.2mm,u。-2000mm /min。當u。由90m /s提高到210m /s時,則Ra值由0.37μm下降到0.26μm。
        ⑥實現對陶瓷等硬脆材料的延性磨削 超高速磨削時單位時間內參加磨削的磨粒數大大增加,單個磨粒的切削厚度極薄,陶瓷等硬脆材料不再以脆性斷裂的形式產生磨屑,而是以塑性變形形式產生磨屑,從而大大提高磨削表面質量和磨削效率。
        ⑦對耐熱合金有良好表現在超高速磨削條件下,由于磨屑形成時間極短,工件材料的應變率已接近塑性變形應力波的傳播速度,相當于材料的塑性減少,使材料的磨削加工變得容易。對于鎳基耐熱合金、鈦合金、鋁及鋁合金等磨削性較差的材料,在超高速磨削條件下則有良好的加工效果。
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