第12章 磨削 切削原理课件PPT.ppt

1. 天然磨料VS人造磨料：（价格，质量） 2.刚玉VS碳化硅 刚玉：抗弯强度好，耐磨不易钝。用于磨各种钢材 碳化硅：硬，切除效率高。用于磨硬铸铁及各种有色金属 人造金钢石：加工硬质合金，玻璃，陶瓷等等，不加工铁钢 立方氮化硼，用纯油作切削液，不能用水，以免化学反应 特点 1.陶瓷~：耐热，粘结强度高。脆。不宜作切断砂轮。 2.树脂~ ：强度高，弹性好。耐热差。气孔率小，易堵。磨损快，易变形。不能长期存放。 3.橡胶~ ：比树脂更不耐热，不能用于粗加工，一般用于切断，开槽，抛光 4.金属~ ：保持性好。 磨粒切出切屑的几何图形 课本197面图12-8 理论切削厚度（当量切削厚度） 公式12－14 结论： 磨削方式 1.外园磨 2.内圆磨 3.平面磨 4.砂轮当量直径（砂轮等效直径） 结论：书本200面 磨削淬火钢时，在工件表面形成的瞬时高温将使表层金属产生以下三种金相组织变化： 1、磨削力的主要特征如下： (1)单位磨削力很大。 由于磨粒几何形状的随机性和参数不合理，磨削时的单位磨削力p值很大，根据不同的磨削用量，p值约在7000～20000kgf／mm2之间，而其他切削加工的单位切削力p值均在700kgf／mm2以下。 (2)三向分力中切深力Fy值最大，原因同上。 在正常磨削条件下，Fy／Fz约为2.0～2.5，在磨削深度很小和砂轮严重磨损时， Fy／Fz可能加大到5～10。 由于Fy对砂轮轴、工件的变形与振动有关，直接影响加工精度和表面质量，故该力是十分重要的。 (3)磨削力随不同的磨削阶段而变化。 磨削力及磨削功率的计算公式如下： 磨削力Fz、Fy为 Fz=9.81[CF(Vw·fr· B/v)+μ· Fy] Fy =9.81·CF(π/2)(Vw·fr· B/v)·tgα 式中 Fz 、Fy——分别为切向和径向磨削力(N)； Vw——工件速度(m／s)； v——砂轮速度(m／s)； fr——径向进给量(mm)； B——磨削宽度(mm)； α——假设磨粒为圆锥形时的锥顶半角； μ——工件和砂轮间摩擦系数； CF——切除单位体积的切屑所需的能(kgf／mm2)。 2、磨削功率Pm为 Pm = Fz·v/1000 kW 式中，Fz——切向磨削力(N)； v——砂轮线速度(m／s)。 3、影响磨削力的因素 1）砂轮速度v：v增大，单位时间内参加切削的磨粒数增大，每个磨粒的切削厚度减小，磨削力随之减小。 2）工件速度vw和轴向进给力fa增大时，单位时间内磨去的金属质量增大，如果其他条件不变，则每个磨粒的切削厚度增大，磨削力增大。 3）径向进给fr增大时，不仅每个磨粒的切削厚度将增大，而且使砂轮与工件的磨削接触弧长增大，同时参加磨削的磨粒数增多，因而使磨削力增大。 4）砂轮磨损↑磨削力↑ 。 在特定的磨削条件下，都有一个最佳磨削力区间，采用该区间的磨削力加工可获得较高的金属切除率、较小的表面粗糙度和较长的砂轮寿命，因此发展了在磨削过程中使磨削力按预定数值保持恒定的控制力磨削技术。 总结： 影响磨削力的因素 砂轮速度v砂↑ →单位时间内参与切削的磨粒数量↑ →每个磨粒的切削厚度↓ →磨削力↓。 工件速度vω、fa ↑ →单位时间内磨去的金属量↑ →每个磨粒的切削厚度↑→磨削力↑； 径向进给量fr ↑ →每个磨粒的切削厚度↑、砂轮与工件的磨削接触弧长↑ →同时参与磨削的磨粒数↑ →磨削力↑； 砂轮磨损↑磨削力↑ 。 第六节 磨削热和磨削温度 在磨削过程中，一方面由于砂轮的高速旋转，砂轮与工件间产生剧烈的外摩擦，另一方面由于磨粒挤压工件表层，使其发生弹性和塑性变形，在工件材料内部发生剧烈的内摩擦。内、外摩擦的结果产生了大量的磨削热。由于砂轮本身传热性很差，磨削区瞬时所产生的大量热量，短时间来不及传出，所以瞬时形成很高的温度，一般可达800 ℃～ 1000 ℃ ，甚至可使微粒金属熔化。因此，工件表面容易产生烧伤现象，淬硬钢在磨削时更易发生退火，使表面硬度降低。 对于导热性差的材料在磨削高温的作用下，容易在工件内部与表层之间产生很大的温度差，致使工件表层产生磨削应力和应变。有时能使工件表面产生很细的裂纹，降低表面质量。 另外，在高温下变软的工件材料，极易堵塞砂轮，不仅影响砂轮的耐用度，也影响工件表面质量。 为了减少磨削时的高温对加工质量的影响，在磨削过程中，应采用大量的切削液，以降低磨削温度。 磨削时使用切削液，不仅可以降低磨削温度，而且可以冲走细碎的切屑和碎裂或脱落的磨粒，减少砂轮与工件表面的摩擦，避免工件表面被拉毛，提高工件表面