磨削缺陷分析与解决
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磨削机床改善方案背景介绍磨削机床是一种用于加工零件的机床,其加工精度和表面光洁度对于许多工业制造过程非常关键。
然而,在实际应用中,由于磨削机床的结构、材料和工艺等方面存在的缺陷,使得其加工精度和效率都有所限制。
针对这些问题,我们需要寻求一些改善方案,以提高磨削机床的加工精度、效率和稳定性。
本文将从以下几个方面进行分析和探讨。
问题分析结构方面磨削机床的主体结构包括床身、工作台、主轴、导轨、磨头等部件。
在实际应用中,这些部件存在以下问题:1.床身和工作台的刚度不足,容易产生振动和变形,影响加工精度和表面质量。
2.主轴的转动精度和刚度不够高,导致加工误差和表面不光滑。
3.导轨的平整度和精度不够高,影响滑动性能和加工精度。
材料方面磨削机床的材料质量对其加工精度、效率和稳定性都具有重要影响。
在实际应用中,常见的问题包括:1.部件材料的强度和硬度不够高,导致容易疲劳、变形和损坏。
2.部件材料的密度和组织结构存在缺陷,影响其物理性能和加工精度。
工艺方面磨削加工是一种高精度、高速度和高温度的加工过程,对于工艺的控制和调节也具有重要意义。
在实际应用中,常见的问题包括:1.磨削过程中的润滑和冷却不足,导致温度过高、表面质量不佳和砂轮寿命短。
2.磨削参数的选择和调整不合理,影响加工效率和精度。
改善方案结构改善方案1.加强床身和工作台的刚度和平整度,采用更高强度的材料。
2.优化主轴结构和转动精度,增加轴承数量和规格。
3.提高导轨的平整度和精度,采用线性滑动轴承。
材料改善方案1.采用高强度和高硬度的材料,如硬质合金、陶瓷等。
2.对于重要零部件,采用铸造或锻造工艺,以提高密度和组织性能。
工艺改善方案1.优化润滑和冷却系统,确保磨削过程中的润滑和冷却。
2.调整磨削参数,如砂轮转速、进给速度、磨削深度等,以达到更优的加工效果。
结论以上是本文针对磨削机床的改善方案。
当然,实际应用中还有很多细节问题需要考虑和解决。
但是,只有我们不断探索和实践,才能让磨削机床更加稳定、高效和精确地为我们服务。
工件表面产生波纹一:工艺1:砂轮法兰锥孔与主轴接触不良。
2:当砂轮与工件有相对振动时出现菱形花纹。
3:垂直进给量太大。
二:机床1:主轴电动转子与定子间隙不均匀。
2:主轴轴承间隙过大。
3:磨头系统刚性差。
4:主轴电动机转子不平衡。
5:头架塞铁间隙过大或接触不好。
6:液压系统振动。
7:工件在换向时冲击,引起工件一端或两端出现振纹。
8:外界振动源影响机床振动。
三:砂轮1:不平衡。
2:硬度太硬。
3:圆周面上硬度不均匀。
4:己用钝,不锋利。
工件表面拖拉毛及划伤一:工艺1:砂轮罩及法兰盘上积存的磨屑杂物落在工件表面。
二:切削液1:供应不足。
2:不清洁。
3:砂轮表面与工件之间有细砂粒和脏物未冲洗掉。
工件表面呈直线痕迹一:工艺1:垂直进给量太大2:横向进给量太大3:金刚石修整器安放位置不对二:机床1:热变形不稳定2:主轴系统刚性差三:砂轮1:己用钝,不锋利工件表面烧伤一:工艺1:工件前进速度太低2:垂直和横向进给量太大二:砂轮1:粒度太细或硬度太硬2:己用钝,不锋利3:修整太细三:切削液1:喷射位置不佳2:压力及流量不够工件两表面平行度或表面平面度超差一:工艺1:夹具基准不平,或有毛刺,脏物2:垂直和横向进给量太大3:用压板压紧工件磨削时,夹紧点不合理,夹紧力过大4;用砂轮端面磨削时,立柱倾斜角位置未调整好二:机床1:热变形太大2:导轨润滑油太多3:导轨润滑油压力差太大4:磨头横向运动精度超差三:砂轮1:选择不当,不锋利四:工件1:基准面平面度超差或有毛刺2:工件太大,变形大3:工件内应力未去除工件塌角或侧面呈喇叭形一:工艺1:换向时越程太大2:进给量太大二:机床1:主轴轴承间隙过大三:砂轮1:选择不当2:不锋利以上为本人这几天发的话题,经管理员思远的要求现重新整理在一块,以后发帖尽量改进。
文案编辑词条B 添加义项?文案,原指放书的桌子,后来指在桌子上写字的人。
现在指的是公司或企业中从事文字工作的职位,就是以文字来表现已经制定的创意策略。
外圆磨削加工的质量缺陷分析与控制作者:张光普焦禹萃张艳兵来源:《科技资讯》 2014年第27期张光普焦禹萃张艳兵(郑州工业应用技术学院河南郑州 451100)摘要:目前,外圆磨削技术已广泛应用于各种零件的加工中,但在磨削过程中经常出现一些有质量缺陷的零件,如加工过的零件常常会出现表面烧伤、划伤等现象。
因此,为了保证磨削后的产品的质量,在加工时就要有足够高的加工精度的磨床。
该文将从外圆磨削加工的质量缺陷分析以及控制方法进行阐述。
关键词:磨削加工质量缺陷分析控制中图分类号:TG581 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2014)09(c)-0049-01Quality defects analysis and controlling of grindingZhang Guangpu Jiao Yucui Zhang Yanbing(The Industrial Applied Technology College of Zhengzhou,Zhengzhou Henan,451100 China)Abstract:at present, the external cylindrical grinding technology has been widely used in various kinds of parts processing, but often appear some quality defects in the process of grinding parts, such as processed parts often appear burns, scratches and other surface phenomenon. Therefore, in order to guarantee the quality of the products after grinding, during processing need to be high enough to machining precision grinding machine. This article will from external circular grinding quality defects analysis and elaborates the control approach.Key Words:Grinding;Analysis of Quality Defects;Control磨削是指用磨料、磨具等工具来加工比较精确零件的加工方法。
外圆磨床磨出的工件有横纹的原因和防范措施下载提示:该文档是本店铺精心编制而成的,希望大家下载后,能够帮助大家解决实际问题。
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无心磨削成圆理论分析及常见缺陷排故作者:王山城来源:《科技创新与应用》2014年第21期摘要:无心外圆磨削(以下简称无心磨削)是一种能适应大批量生产的高效率磨削方法,磨削过程中工件中心不定,从磨削原理上讲,没有正确的调整以及工件磨削过程不充分,无心磨削是得不到真圆的。
文章从磨削原理入手,对无心磨削的常见缺陷进行了分析,并提出了解决办法。
关键词:无心磨削;中心高;托板顶角;导轮倾角1 无心磨削的基本原理1.1 无心磨削的特点1.1.1 工件两端不打中心孔,不用顶针支承工件。
工件“自由”地放置于定位夹具中,磨削过程中工件中心不定,工件由全部磨削面承受磨削力,磨削余量相对较少。
1.1.2 无心磨削不能磨轴向带槽沟的工件。
磨削带孔的工件时,不能纠正孔的轴心线位置,工件的同轴度较低。
1.1.3 机动时间与上、下料时间重合,易于实现磨削过程自动化,生产效率高。
1.1.4 在无心磨削过程中,工件中心的位置变化大小取决于工件磨削前的原始误差、工艺系统刚性、磨削用量及其他磨削工艺参数。
1.1.5 工件运动的稳定性、均匀性取决于机床传动链、工件形状、导轮及支承的材料、磨削用量及其他磨削工艺参数。
1.1.6 机床的调整时间较长,对调整机床的技术要求也较高。
1.1.7 无心磨削易实现强力磨削、高速磨削、宽砂轮及多砂轮磨削,并易实现磨削过程的自动化。
1.2 无心磨削过程1.2.1 导轮转速、倾角与工件转速的关系。
在无心磨削中,导轮的直径尺寸和转速都比磨削轮要小。
工件与导轮之间的磨擦力较大,所以工件被导轮带动并与导轮成相反方向旋转,同时为了满足贯穿法磨削的要求,导轮轴心线在垂直面内倾斜一个α角。
通常精磨时取α=1°30′~2°30′;粗磨α=2°30′~4°1.2.2 工件在磨削过程中的状态。
工件置于导轮及托板之间,以导轮工作面上的C点和托板工作面上的B点定位,借助于横向进给运动使工件与磨削轮接触进行磨削加工。
整体硬质合金刀具磨削裂纹的原因分析及其工艺改进1 引言整体硬质合金刀具在航空航天业、模具制造业、汽车制造业、机床制造业等领域得到越来越广泛的应用,尤其是在高速切削领域占有越来越重要的地位。
在高速切削领域,由于对刀具安全性、可靠性、耐用度的高标准要求,整体硬质合金刀具内在和表面的质量要求也更加严格。
而随着硬质合金棒材尤其是超细硬质合金材质内在质量的不断提高,整体硬质合金刀具表面的质量情况越来越受到重视。
众所周知,硬质合金刀具的使用寿命除了与其耐磨性有关外,也常常表现在崩刃、断刃、断裂等非正常失效方面,磨削后刀具的磨削裂纹等表面缺陷则是造成这种非正常失效的重要原因之一。
这些表面缺陷包括经磨削加工后暴露于表面的硬质合金棒料内部粉末冶金制造缺陷(如分层、裂纹、未压好、孔洞等)以及磨削过程中由于不合理磨削在磨削表面造成的磨削裂纹缺陷,而磨削裂纹则更为常见。
这些磨削裂纹,采用肉眼、放大镜、浸油吹砂、体视显微镜和工具显微镜等常规检测手段往往容易造成漏检,漏检的刀具在使用时尤其是在高速切削场合可能会造成严重的后果,因此整体硬质合金刀具产品磨削裂纹缺陷的危害很大。
因此对整体硬质合金刀具磨削裂纹的产生原因进行分析和探讨,并提出有效防止磨削裂纹的工艺改进措施具有很重要的现实意义。
2 整体硬质合金刀具磨削裂纹的原因分析1.整体硬质合金刀具的磨削加工特点硬质合金材料由于硬度高,脆性大,导热系数小,给刀具的刃磨带来了很大困难,尤其是磨削余量很大的整体硬质合金刀具。
硬度高就要求有较大的磨削压力,导热系数低又不允许产生过大的磨削热量,脆性大导致产生磨削裂纹的倾向大。
因此,对硬质合金刀具刃磨,既要求砂轮有较好的自砺性,又要有合理的刃磨工艺,还要有良好的冷却,使之有较好的散热条件,减少磨削裂纹的产生。
一般在刃磨硬质合金刀具时,温度高于600℃,刀具表面层就会产生氧化变色,造成程度不同的磨削烧伤,严重时就容易使硬质合金刀具产生裂纹。
无心磨床的磨削缺分析1. 磨削表面出现螺旋纹表现为旋转的工件经过磨削区时表面形成螺旋形划伤。
原因有五点:(1) 砂轮的出口端“外凸”。
消除的方法是在砂轮修整时此“外凸”处应多修整一些。
(2) 托板已经碎裂产生锐边或是表面不光,有拉毛。
消除的方法是修磨托板或换新托板。
(3) 工件的导出、送进的速度不当。
这时应适当调整导出、送进辊子的速度,使工件送进、导出转速和磨削区一致。
(4) 砂轮结合剂硬度不均,致使砂轮脱粒不匀。
此时必须更换新砂轮。
(5) 砂轮和导轮的轴线相对位置有偏差。
必须按照要求重新找正。
2. 表面有振纹表现为机床有振动或在磨削过程中工件产生振动,致使工件表面产生振纹。
原因有七点:(1) 砂轮或者其它一些零件不平衡,砂轮的夹紧不正确,致使砂轮旋转时机床产生振动。
此时应重新平衡砂轮、夹盘,在安装砂轮时,应注意使用正确砂轮夹紧方法。
(2) 其它机床或者车辆的振动传至机床,此时应使机床或是远离这些振源,或是挖防振沟以隔绝和减弱振动的传入。
(3) 工件中心太高,砂轮通过磨削力使工件压向托板、导轮的分力减小,引起工件不能平稳地和托板、导轮保持良好接触,使磨削产生振动。
此时应将托板降低。
(4) 托板安装不坚固,使工件通过托板时产生振动。
此时重新安装或加固托板。
(5) 传动三角带长短不一,引起机床振动。
此时应重新调整三角带的长度,或更换。
(6) 主轴轴承调整不当或磨损,致使砂轮振动。
此时应打开轴承调整螺钉重新调整轴承的间隙量。
(7) 机床电动机有振动,导致机床振动。
3. 表面有不规则的擦伤表面有不规则的擦伤的主要原因是冷却液的问题。
一是冷却液不干净。
二是冷却液性能不好,导致脱落的磨粒或磨屑滞留在磨削区擦伤工件。
若是前者,可更换新的冷却液或增加冷却液的过滤装置;若是后者,则更换润滑及清洁性能好的冷却液。
4. 表面烧伤主要原因是切削处温度过高,磨削产生的磨削热无法立即排走,造成工件表面烧伤。
可能是切削深度过大,切入速度过快,砂轮过硬或变钝,冷却不够。
轧辊磨削振纹缺陷原因分析及对策从磨床、工件和砂轮等方面分析了轧辊磨削振纹产生的原因,通过优化磨削工艺参数,改善了轧辊磨削表面质量,消除了磨削振纹缺陷。
标签:磨床;磨削;振纹;轧辊0 引言高表面质量的冷轧带钢的生产,在很大程度上依赖于高表面磨削质量的轧辊。
某冷轧厂在轧辊磨削过程中,辊面频繁出现直条状振纹缺陷,轧制过程中该缺陷进一步传递到带钢表面,严重影响了产品表面质量。
1 磨削振纹产生原因磨削振纹一般在轧辊低速旋转时,侧光观察明显可见,产生的原因是在磨削过程中,砂轮相对轧辊存在一定频率的振动。
引起这种振动因素较多,磨床、工件、砂轮及磨削参数都与之密切相关,由于该厂磨削参数已经固化使用多年,因此主要从磨床、工件及砂轮几个方面进行原因查找。
2 磨床方面原因分析2.1 托瓦、托架(1)托架固定螺栓必须紧固;(2)上(侧)托瓦必须修平,避免出现弧面与辊颈接触,造成轧辊旋转不稳;(3)下托瓦略带弧度,外侧高、内侧低,并保持外侧2/3处为轧辊接触中心位置;(4)将托瓦上的黑点刮除,黑点为接触高点,高温氧化所致;(5)检查托瓦与托瓦调节装置接触面是否良好(用红丹粉),将高点用砂纸磨平。
2.2 砂轮主轴(1)砂轮主轴径向和轴向跳动、主轴锥面同心度要求小于0.005mm;(2)检查砂轮主轴锥面有无高点、锈蚀,用金相砂纸磨平;(3)检查砂轮主轴皮带松紧,不宜过紧、过松。
2.3 头架(1)听诊头架轴承运行有无异响,并检查头架皮带松紧;(2)检查头架拨盘与拨爪接触情况,拨盘接触面最好包覆一定厚度的胶皮,确保传动的稳定。
2.4 尾架磨削过程中,尾架与轧辊接触要松紧合适,过松导致轧辊轴向窜动,过紧时轧辊旋转力不能释放,容易产生振动。
2.5 导轨(1)根据导轨研磨花纹状态检查导轨磨损情况;(2)水平仪检测导轨纵向水平和横向水平,要求小于±0.01mm;(3)检查导轨油的清洁性和液位:v轨导轨油液位控制在v面的2/3高度;平轨导轨油液位高出轨面约5mm,中间丝杠导润滑轨油液位控制在观察窗口一半左右。
无心磨床,是以外圆磨削外圆,是不需要利用工件的轴心磨削的一类磨床,是由砂轮,导论和托架三个机构构成。
无心磨床常见磨削缺陷有以下几点。
一、零件不圆的发生原因有:1) 导论没修圆。
应重修导轮,待导论修圆而止。
2) 原工件椭圆度过大,走刀量小,磨削次数不够。
应恰当增加磨削次数。
3) 砂轮磨钝。
重修砂轮。
4) 磨削量过大或者走刀量过大。
减少磨量和走刀速度。
二、零件多边形发生原因有:2) 零件轴向推力过大,使零件紧压挡销而导致不能均匀旋转。
减少磨床导论倾斜角到0.5°或者0.25°。
3) 砂轮不平衡。
应平衡砂轮4) 零件中心过高。
恰当降低零件中心高度就好。
三、零件表面有振动痕迹的原因有:1) 砂轮不平衡致使机床振动。
应平衡砂轮。
2) 零件中心前进使工件跳动。
应适当降低工件中心。
3) 砂轮钝或者砂轮表面修整的太光。
只需砂轮或者适当增加砂轮修整速度即可。
4) 调整轮旋转速度过快,应适当降低调整轮选择速度就好。
四、工件有锥度(无心磨床的调机方法与步骤)1) 砂轮修整不正确,自身便有锥度。
2) 砂轮与导轮表面已磨损。
更换无磨损的导轮或砂轮既可。
3) 前后导板的倾斜角度过大或小。
应恰当的移进前导板及调整前导板与导轮母线平行。
调整后保单的导向表面与导轮母线平行,并在一条线上。
五、工件中心大、两头小发生的原因1) 前后导板均匀向砂轮一边倾斜。
消除方法:应调整前后导板,2) 砂轮修整成腰鼓形。
消除方法:应修改砂轮,每次修改余量不要过大。
六、工件前端被磨去一小块的发生原因1) 前导板突出于导轮的表面,应把前导板向后移动一点。
2) 调整轮和磨削轮前端面不在一条直线上,并相差太大。
应更换或修改两者最长的一个。
3) 在磨削入口处磨得过多。
应适当减少磨削入口处的磨削量。
轧辊磨削工艺与常见磨削缺陷控制摘要:本文通过对磨床磨削的基本原理及加工特点,轧辊磨床的基本结构与运动方式,磨床的冷却与润滑及轧辊磨削工艺等方面的阐述,分析了轧辊磨削中常见缺陷的原因并提出预防措施。
关键词:轧辊磨削工艺缺陷控制1 .磨床磨削的基本原理及加工特点1.1磨削的基本原理磨削是金属切削加工方法之一,它是以砂轮切入工件,从而得到一定的儿何形状、尺寸精度和表面光洁度较高的零件。
磨削的基本原理:以极高速度旋转的砂轮作为刀具,切入以一定速度旋转或移动的工件中,砂轮的磨粒在工件表面强烈而高速的旋转(每一磨粒完成一次切削时间只有万分之几秒),强行擦过工件,挤压表面,磨削力使工件材料发生弹性变形和塑性变形,材料组织发生内部相对移动,此间产生极高的切削温度,锋利的磨粒迫使材料脱离工件,形成切屑。
1.2磨削加工的特点磨削加工得到极广泛的应用,它有以下的特点:1)磨削加工可以获得很高的精度和表面光洁度。
一般磨床可以达到1~2级精度,表面光洁度可达到▽7~▽10,高精度的磨削光洁度可达到▽12,精度可达到0.002毫米。
2)可以加工材料范围宽。
可加工软材料,如铸铁、有色金属等,还可以加工淬火钢,如CrMn钢、T12钢、20钢经渗炭淬火等,而且可以加工硬质合金。
3)磨削加工用于精加工过程中。
磨削加工的切削深度较小,在一次行程中所能切去金属层较薄,因此只能用精加工过程中。
2. 轧辊磨床的基本结构与磨床磨削运动2.1 轧辊磨床的基本结构用于对轧辊进行成形磨削的磨床即是轧辊磨床。
轧辊磨床是外圆磨床的一个分支,是一种专用磨床。
轧辊磨床一般为轧辊移动式,其基本结构由床身、头架、尾座、砂轮架、主轴、冷却液系统和电控设备等组成。
1)床身床身是保证磨削精度的基础。
轧辊磨床,其床身用来支承轧辊,砂轮架是固定的。
2)头架用来驱动轧辊,为保证驱动的平稳性和减震,一般采用多级皮带传动。
3)尾座尾座由上下两部分组成,下部延床身移动,上部可横向移动,以使两顶尖联机与砂轮轴线平行。
铝箔轧辊磨削主要缺陷分析刘延军(新疆众和股份有限公司 乌鲁木齐830013)摘 要 铝板带轧辊的磨削表面质量是一项难度较大,对磨床性能和磨工操作技能要求都很高的工作,磨削后表面常常出现震纹、斜纹、螺旋纹、刀花、刻痕、烧伤等表面质量缺陷导致轧辊不能上线进行轧制生产,本文主要介绍上述缺陷的产生原因及在磨削过程如何防止以上缺陷。
关键词 轧辊 表面缺陷 振纹 螺旋纹 刻痕 烧伤1 轧辊表面的多角形振纹及波纹轧辊表面产生振纹的原因是磨削时砂轮相对于轧辊有振动;其防止措施:砂轮仔细静平衡、电机整机平衡、电机减振、传动皮带减振、提高砂轮架的抗振性、选用合适的磨削用量、选择合适的砂轮、砂轮磨钝后应及时修整砂轮,并注意金刚石修整器的安装位置,磨冷轧辊用的砂轮一般选中软砂轮,粒度在80目~120目。
砂轮在使用前要认真仔细反复地进行静平衡,砂轮装夹时要清理干净砂轮轴及砂轮卡盘内锥孔的杂质,以免造成砂轮偏心。
砂轮装好后先修几道,然后拆下来再做一次静平衡,经过二次静平衡后,就可使用了。
在使用前及砂轮钝化后都要对砂轮进行重新修整,对于砂轮轴有弯曲或轨道扭曲的磨床来说,修砂轮时最好将砂轮母线修成弧形或者使用片状金刚石修整器,这样可以有效防止或减轻辊面螺旋纹。
另外还要注意:¥用旧刀粗修砂轮,用新刀精修砂轮;¦修砂轮时,拖板速度、砂轮转速要与工作时的基本相同,每次砂轮进给0.04mm ~0.09mm ,修3~4道次为宜;§为了消除在砂轮表面形成唱片纹或个别凸起,建议修最后一刀时走空刀;¨砂轮修整完后,要用毛刷清冼砂轮表面,同时开大冷却液,把刷下来的砂粒冲掉;©在修砂轮及磨削轧辊时,磨工最好不要在磨床操作台上随意走动。
2 轧辊表面常见螺旋纹¥砂轮在粗修时砂轮母线修得不平,精修时由于修整量少,而矫正不过来;在粗修时选用小吃刀量。
图1¦修整砂轮时没有用冷却液,或者冷却液只冲着砂轮的一部分,引起金刚石修整器冷热膨胀不均匀,造成砂轮的母线不直。
磨削缺陷分析与解决1.产生原因及影响因素零件的磨削精度指零件在磨削加工后,其形状、尺寸及表面相互位置三方面与理想零件的符合程度。
一般说来,形状精度高于尺寸精度,而位置精度也应高于尺寸精度。
磨削加工中的误差主要来源与两方面。
一是磨床-夹具-砂轮组成的工艺系统本身误差;二是磨削过程中出现的载荷和各种干扰:包括力变形、热变形、振动、磨损等引起的误差。
而在磨削过程中,使砂轮与工件位置改变以降低磨削精度的主要原因有:⑴.由磨削力引起的磨床和工件弹性变形;⑵.磨床和工件的热变形;⑶.磨床和工件的振动;⑷.砂轮磨损后其形状、尺寸变化;⑸.工装、夹具的损坏或变形;⑹.导轨、轴承和轴等部件的非弹性变形。
其中磨削过程中的弹性变形是主要的影响因素,它会使砂轮的实际切入深度与输入切入深度不一致,这一变化是由“砂轮架—砂轮轴承-砂轮轴-工件-工件支承”的弹性系统刚性决定。
一般为消除这种原因带来的误差常在行程进给磨削后,停止相互间的进给,仅依靠弹性回复力维持磨削,即光磨阶段(又叫清火花磨削),从而消除残留余量。
当然造成磨削误差的其它因素液很多如:工件磨削形状误差,工件热变形,磨粒切刃引起的塑性变形,砂轮的磨损等。
2.对工件的影响:降低工件使用寿命;降低工件抗疲劳强度;特殊特性的尺寸精度误差易影响工件使用,如轴承孔尺寸的控制,尺寸过小,安装不到轴上;过大,易引起振动,影响轴承使用寿命等。
3.解决方法:增加系统刚性;减少上工序加工留量,以减小磨削厚度,从而减小磨削力降低残留应力;增加光磨时间;及时修整砂轮,及时检查工装、夹具、轴承完好性及电主轴的振动性等;精细的选择砂轮,如挑选细粒度,硬度较大,组织稍紧密的砂轮;选用导热性好的砂轮(如CBN 砂轮);采用冷却性能优良的磨削液以减少因热变形引起的误差。
二、工件表面粗糙度1.产生原因及影响因素表面粗糙度指加工表面具有较小间距和峰谷所组成微观几何形状特征。
它是大量磨粒在工件表面进行切削后留下的微观痕迹的集合。
它有三种表示方法:轮廓算术平均偏差Ra;微观不平度十点平均高度Rz;轮廓最大高度Ry.由于Ra最能反映表面微观几何特征,它不但跟微观轮廓高度有关,还跟轮廓形状有关,是一个综合指标,所以通常用Ra来判定表面粗糙度。
而影响表面粗糙度的主要因素是砂轮工作表面的特性和磨削运动条件。
⑴.砂轮特性的影响:如砂轮粒度越粗,砂轮单位面积上磨粒数就越少,磨削表面的磨痕就越深,粗糙度越大;砂轮硬度过大,磨钝磨粒不能及时脱落,继续磨削塑性变形增加,表面粗糙度增加;砂轮硬度过软,磨削工作面会过早变形,磨损的不均匀也会使磨削粗糙度变大;另外修整量的大小也有影响,修整量过大会使砂轮表面螺沟复映到工件上,影响粗糙度。
⑵.磨削用量的影响:若降低砂轮速度,可减少单位时间参与磨削的磨粒数,则单颗磨粒负荷增加,工件塑性变形隆起增大,因此表面粗糙度增加;若增加工件速度将减少工件单位长度上的磨削磨粒数,使单颗磨粒的磨削厚度和金属切削量增加,也将增大表面粗糙度;磨削深度的增加将会增加塑性变形程度,从而使磨削粗糙度增加。
在实际磨削加工中,还有磨削方式、磨削行程数、前道工序粗糙度、切刃形状、修整条件、磨削液以及磨削振动都对表面粗糙度有不同程度的影响。
而对于超精加工来说,切削角、油石摆频、油石摆幅、工件转速、油石压力、的控制对粗糙度的影响都是很大的。
⑴.切削角θ:它是表示超精研加工切削作用的强弱,指瞬时切削速度与工件转速的夹角。
θ越大,切削作用越强,生产效率越高,表面粗糙度值越大;反之则亦然。
切削角在设备调整正常后一般不做调整。
而调整的一般原则:以生产效率为主的粗超,切削角为20°~40°,以提高质量为主的精超切削角为5°~10°。
⑵.油石摆频:它决定着超精研加工的效果,且它的改变比其它因素要强的多,油石频率的提高,磨粒对工件的切削次数增加,频繁的改变切削方向,有利于油石自励,切削作用增强,但受加工磨头、机床与工艺系统刚性及振幅,和磨削表面质量影响,在选择时也是有所区别,一般粗超比精超要高点。
⑶.油石摆幅:油石摆幅越大,切削作用越强,生产效率越高,但磨粒运动轨迹网纹变粗,表面粗糙度变大。
⑷.工件转速:工件转速增加,切削作用减弱,生产效率降低,但对改善表面粗糙度有利,但过高又会引起机床与工艺系统振动,磨粒容易划伤工件表面,且上工序粗糙磨纹和缺陷不易消除,所以通常粗超要比精超转速低些。
⑸.油石压力:油石作用与工作表面的压力越大,磨粒潜入工件表面越深,切削量越大,效率越高,但过高,磨粒易脱落,切削作用一直延续下去而无光整阶段,润滑油膜不易形成,最终影响表面质量,而压力过低,钝化磨粒不易脱落,切削作用降低,油石与工件不易行不成良好接触,对生产和表面质量都有影响,所以油石压力要选择恰当。
2.对工件的影响⑴.影响工件使用寿命:两互相接触的平面最初不是在整个面积上接触,而只是表面凸起的一部分,这样,零件表面越粗糙,凸峰接触部位单位面积所受的压力就更大,当两接触面相对运动时,表面粗糙部分产生塑性变形甚至在压力作用下,形成干摩擦。
加剧磨损。
但并非表面越光洁、摩擦阻力越小,就越耐磨,因表面粗糙度太小不利于润滑油的储存,还会使接触表面间分子亲和力增加甚至发生粘合,使摩擦力增加而产生急剧磨损,在一般条件下,表面粗糙度总是存在一个最佳点。
对于轴承来说,还会产生噪音。
⑵.影响零件的疲劳强度:表面粗糙度大的表面,极易产生应力集中,使表面实际应力比平均应力高1.5~2.5倍,容易产生裂纹,3.解决方法:要获得较小表面粗糙度。
需磨削时应留取较小的余量,选用大的砂轮线速度和较小的进给速度;合理选择磨削特性,以最大限度的减小磨削力和磨削热;同时在修整时采用较小的进刀量,精细的修整。
超精加工时严格按照基本规律调整。
三、磨削烧伤1.产生原因及影响因素磨削时,由于磨削区的瞬时高温(900~1500℃)形成零件表面组织发生局部变化,并在表面的某些部分形成氧化变色,这种现象称为磨削烧伤。
根据烧伤外观不同可分全面烧伤、斑状烧伤、均匀线条状烧伤、周期线条状烧伤等;根据烧伤深度又可分浅度、中度、深度烧伤。
最常见的是均匀或周期的线条状烧伤。
由于烧伤往往表面伴有氧化作用,形成氧化膜,所以可根据表面颜色判断烧伤程度,一般烧伤依色变深变重,依次是白、黄、褐、紫、兰。
而影响磨削烧伤的是磨削温度,所以应从磨削液、磨削进给速、工件砂轮转速的选择上考虑。
其中振纹烧伤沿表面振纹分布,主要是系统刚性振动产生;划痕烧伤沿着砂轮磨痕分布,是由于砂轮磨粒不锋利造成的;柱状烧伤是沿着零件轴向不等距分布,是无心夹具磁力不足,工件随着砂轮旋转而产生瞬时滑动而产生;局部烧伤是由于磨削余量不均匀,磨削厚度不一致;均匀烧伤的表面烧伤均匀,是砂轮硬度过硬,粒度过细,进给过大,工件转速过低造成。
2.对工件的影响表面烧伤破坏了工件表层组织发生氧化变质,极易造成表层腐蚀,并极大影响工件使用性能和寿命,所以烧伤是磨加工中严格控制的质量指标。
3.解决方法:调整冷却液及注液方式;合理选择砂轮特性(硬度适中,粒度降低、组织疏松点,采用脆性大、自锐性好的磨料);合理选择磨削用量(工件转速适中、降低进给速度);合理修整砂轮;检查金刚笔是否完整;支撑环是否正常运转;检查钢材是否达标;操作者要严格按工艺要求操作。
四、磨削残余应力1.产生原因及影响因素磨削残余应力指磨削加工后仍保留在工件内部的应力。
可分残余压应力和残余拉应力,一般对零件变形、裂纹产生影响的主要是两种应力的综合体现。
磨削力造成工件表面的弹塑性变形、磨削热产生的热应力及组织转变产生的组织应力是产生磨削残余应力的原因。
而磨削力和磨削热受磨削用量、砂轮特性和磨削液等磨削条件影响。
2.对工件的影响:⑴.影响零件加工精度:当加工达到一定精度时,由于残余应力具有自然释放能力,这种精度就不能保持,因而影响机器使用性能。
⑵.残余应力对零件疲劳强度的影响:零件的疲劳会由外界拉应力的作用下逐步产生断裂,如果零件表面存在一定的残余拉应力,则叠加外界拉应力,将加速裂纹的产生与扩大。
但如果表面存在残余压应力,则会抵消一部分外界的拉应力。
⑶.残余应力对零件耐腐蚀性影响:残余压应力可增加材料耐腐蚀性,残余拉应力则明显降低其耐腐蚀性主,要是残余拉应力破坏表面钝化膜,还可使表面电极电位发生变化,加速表面腐蚀3.解决方法:减小残余应力须从较小磨削力和磨削热两方面入手:改变砂轮特性(增加硬度、改用脆性好的磨料、组织疏松、粒度偏粗等)、减小进给速、减小磨削用量、改善磨削液条件及加大流量、工件转速调整适当。
五、磨削裂纹1.产生原因及影响因素在磨削过程中或磨削后零件表面形成裂纹称磨削裂纹,有些用肉眼可看到,有的需用特殊仪器,其产生原因是零件表层内应力超过了材料的断裂极限。
一般拉应力断裂极限要小于压缩断裂极限,因此拉应力更容易导致裂纹的产生。
所以磨前的残余拉应力使磨削过程更容易产生拉伸裂纹,而要控制磨削裂纹的产生,必须同时控制磨削应力和磨前残余应力。
在我们磨削加工中,由于采取淬回火工序,所以磨前残余应力较少,只要磨削过程减小磨削应力就可以防止裂纹产生。
2.对工件的影响:严重的影响工件的使用寿命,工件易腐蚀,裂纹处氧化快,表层组织变化快,易变质。
3.解决方法:这里主要说一下减小磨削应力方面的措施:可调整冷却方式,尽量冷却均匀,调整砂轮特性(如适当降低硬度,减小粒度等),采用较小的磨削进给速;精细的修整砂轮。
六、磨削振纹1.产生原因及影响因素磨削表面的颤振振纹可分为螺旋形、直线型、斑点三种。
其中螺旋型振纹是由砂轮与金刚石修整笔之间的振动引起的,这是因砂轮主轴刚性差或发生一些外界扰动;直线型振纹是由砂轮不平衡引起的,特别是在内圆磨削更易产生,而当砂轮磨损或堵塞不均匀,由于再生效应,也是极易在表面出现直线振纹的;斑点型振纹是由于砂轮圆周表面上硬度不均匀或不均匀磨损引起的局部振动造成的。
2.对工件的影响:对工件寿命有很大影响,振纹处易产生腐蚀。
对轴承来说主要是影响到使用时工件的旋转精度,在测振时,振动值大,圆度不圆,另外严重时引起磨削振纹烧伤。
3.解决方法:合理选择砂轮特性(如硬度均匀,粒度略粗点,组织疏松);及时更换修整装置;精细的修整砂轮;精确的平衡砂轮;进给均匀;提高设备刚性;坯件磨削余量不应过大。
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