磨削缺陷分析与解决
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无心磨床试磨中的问题与解决方法李冀辉(浙江天通吉成机器技术有限公司,浙江 海宁 314400)摘 要:简要介绍了无心磨床磨削的工作原理和磨削方法,对试磨前的整备及注意事项、试磨时的调整方法、试磨时工件的不良现象及其解决方法进行了分析探讨,以供无心磨床试磨操作者和初学者参考。
关键词:无心磨床;试磨;注意事项;调整方法;解决方法磨削完成尺寸。
将工件送入,进刀磨削,退刀排出工件为间歇作业, 工作效率差。
但特别安装自动进刀、退刀的循环设备,可提高工作 效率。
(3)末端进给法。
用此方法主要磨削锥形工件,有些工件可结 合通过进给法与定位进给法进行磨削。
砂轮、导轮一者或二者须修 整为所需锥形。
砂轮、导轮、托板间安装大体上与通过进给法装置 相类似的固定装置。
从进料口将工件推入砂轮与导轮之间,至固定 的末端碰头为止。
3 无心磨床试磨前的整备及注意事项(1)开机前检查机床周边状况,机台上不得摆放物品,机床内 不得有杂物。
(2)开机前检查砂轮、导轮、托架(包括托板、导板)的间 隙是否正常。
(3)开机前检查砂轮修整器装置、导轮修整器装置的所 在位置是否合理。
(4)开机前检查冷却液箱泊位是否合理,冷却液是 否正常。
(5)开机前检查液压系统、润滑系统是否正常。
(6)开机前 检查各种开关是否可靠。
(7)开机前检查防护罩安全保护是否有效、 可靠。
(8)开机前必须保证砂轮、导轮无裂纹、无破损,并经静平衡检 测。
(9)砂轮、导轮、金刚石必须安装到位并紧固。
(10)砂轮粗修整后 从机床上取下,再次进行静平衡检测,重新装到机床,再次修整后 才能进行试磨。
(11)砂轮、导轮运转正常后,再开启冷却液泵,调到 合理水量。
4 无心磨床试磨时的调整4.1 工件中心高 H 选择 1 无心磨床磨削的工作原理无心磨床磨削法是不需要顶住工件中心孔而进行磨削的方 法。
它是由砂轮、导轮、托板 3 要素构成。
砂轮的作用是磨削掉工件 需要除去的表面且产生所需要的光洁度。
轴承零件加工过程中的常见缺陷及探伤方法选择摘要:生产轴承零件环节,加工工序通常包含轧制及冲压、车削、热处理等等,而在众多环节中,一些缺陷问题不可避免就会产生,面对此种情况,要想为轴承零件质量提供保障,必须要将各道工序易产生的缺陷理清,同时通过恰当探伤方法的选用,科学挑出缺陷零件。
关键词:轴承零件加工;常见缺陷;探伤方法选择制造及生产轴承的后期,为了对次品率进行检验,通常都需要检测轴承内外圈硬度及表面裂缝、划痕等,简单来说就是检测轴承探伤硬度,从当下实际情况来看,通常都是以硬度及探伤等检测设备等的应用为主,进而从人工角度来检测轴承,此种方式并不具备高效性,同时也会产生较大的劳动强度,加之人工检测环节受人为因素影响很难保障全面检测,检测盲点现象极有可能会出现,最终会给轴承检查质量造成影响。
所以,针对轴承零件加工常见缺陷及探伤方法选择的探讨十分必要。
1.轴承零件加工常见缺陷分析1.锻造缺陷1.折叠裂纹,锻造轴承套圈的过程中,受切料不齐及毛刺等因素影响,就会导致套圈表面有折叠裂纹极易形成,而该种裂纹具有粗大及不规则形状等特征,一般会在锻件表面存在。
2.过烧,过高的锻件温度、或在高温下保持较长时间,零件表面或心部就会有不同程度的过烧现象出现。
3.湿裂,锻造轴承套圈毛坯的情况下,一旦停锻期具有较高温度,此时在冷却的情况下轴承局部或全部触碰冷却水,表面就会有裂纹产生,该裂纹通常会在外径及断面等部位存在。
1.车削缺陷轴承零件进行车削加工的过程中,一旦存在进给量过大的情况,深刀痕及较大车削应力就会产生,此时在淬火过程,因应力集中造成的开裂现象极易产生。
1.淬火缺陷淬火环节,受温度过高或过块冷却等因素影响,一旦轴承零件内应力比之材料断裂强度要大,就会有淬火裂纹出现。
一般来说,从轴承滚子方面进行分析,淬火裂纹通常都会在外径上存在,严重情况下会向断面上贯穿;针对轴承钢球来说,该裂纹会在钢球表面分布,通常会有V形等状态表现;在轴承套圈方面该裂缝通常会在油沟及断面打字等部位出现。
平面磨床磨削工件表面纹路产生的原因
平面磨床是一种常见的机械加工设备,用于磨削工件表面以获得所需的精度和光洁度。
然而,在磨削过程中,工件表面可能会出现纹路,影响其质量和性能。
那么,这些纹路是如何产生的呢?
首先,平面磨床磨削工件表面纹路产生的原因可以归纳为以下几点:
1. 磨削力不均匀:在磨削过程中,由于磨削力分布不均匀,可能会导致工件表面出现凸起或凹陷,从而形成纹路。
2. 磨削轮磨损:平面磨床使用的磨削轮也会随着使用时间的增加而磨损,当磨削轮磨损严重时,可能会导致工件表面出现纹路。
3. 磨削液不当:磨削液在磨削过程中起着冷却、润滑和清洗的作用,如果磨削液的配比或质量不当,可能会导致工件表面出现纹路。
4. 工件材料不均匀:如果工件材料内部存在缺陷或不均匀性,可能会在磨削过程中导致表面出现纹路。
以上是平面磨床磨削工件表面纹路产生的一些常见原因。
为了避免这些问题的发生,需要注意以下几点:
1. 确保磨削力均匀分布:在使用平面磨床进行磨削时,应尽量避免出现磨削力不均匀的情况,可以通过调整工件和磨削轮之间的距离、调整磨削参数等方式来实现。
2. 定期更换磨削轮:为了保证平面磨床的正常运转和工件表面的质量,应定期更换磨削轮,避免使用过度磨损的磨削轮。
3. 选择合适的磨削液:在使用平面磨床进行磨削时,应选择适合的磨削液,并按照要求进行配比和更换,避免因磨削液不当而导致工件表面出现纹路。
4. 选择优质材料:在进行平面磨床加工时,应选择优质的工件材料,并进行必要的检测和处理,以保证材料内部不存在缺陷或不均匀性。
总之,平面磨床磨削工件表面纹路产生的原因是多种多样的,需要我们在实际操作中认真分析和处理,才能获得满意的加工效果。
磨削裂纹的典型特征磨削裂纹是指在磨削过程中,工件表面产生的细小裂纹。
这些裂纹通常呈弧形或曲线状,沿着磨削方向延伸。
磨削裂纹是一种常见的表面缺陷,可能会对工件的性能和寿命产生负面影响。
磨削裂纹的典型特征主要包括以下几个方面。
磨削裂纹通常呈现出明显的形状和方向。
由于磨削过程中的应力集中和热效应,裂纹往往沿着磨削方向延伸。
这种裂纹形状和方向的一致性是磨削裂纹的典型特征,也是识别和分析磨削裂纹的重要依据。
磨削裂纹的尺寸通常很小。
由于磨削过程的高速旋转和摩擦作用,磨削裂纹往往只存在于工件表面的一层薄膜内,其深度通常在几个微米到几十个微米之间。
因此,磨削裂纹的尺寸较小,需要通过显微镜等设备才能观察到。
磨削裂纹通常呈现出一定的规律性。
虽然磨削裂纹是在磨削过程中产生的随机缺陷,但由于磨削过程的特性,裂纹往往呈现出一定的规律性。
例如,磨削裂纹可能集中分布在磨削轮的切削边缘附近,或者在工件表面的凹凸不平处产生。
这种规律性可以帮助我们进一步理解磨削裂纹的形成机制。
磨削裂纹通常具有一定的危害性。
尽管磨削裂纹的尺寸较小,但由于其存在于工件表面,易受外界环境和力学载荷的影响,可能会进一步扩展和发展。
这些裂纹扩展可能导致工件的强度和耐久性下降,甚至引发工件的断裂和失效。
因此,磨削裂纹的存在需要引起足够的重视,并采取相应的措施进行控制和修复。
磨削裂纹具有明显的形状和方向、小尺寸、一定的规律性和一定的危害性等典型特征。
对于工程师和磨削加工人员来说,了解和掌握这些特征,可以帮助他们更好地识别和分析磨削裂纹,从而采取相应的措施进行预防和处理。
通过合理选择磨削参数、优化磨削工艺和采用适当的工艺控制措施,可以最大程度地降低磨削裂纹的发生率,提高工件的质量和性能。
不锈钢氮化后磨削掉块问题技术攻关作者:罗毅来源:《中国科技博览》2018年第29期[摘要]某型号发动机试制过程中,出现了马氏体不锈钢(1Cr11Ni2W2MoV和1Cr12Ni2WMoVNb)氮化后,经检验:渗层深度合格、组织合格、硬度和脆性合格的情况下,经下工序精磨后,在磨削面出现黑点或边缘掉块的情况。
针对这一问题,我们通过解剖俄原型机与我们生产的零件对照分析原因、办理实验卡片优化渗氮工艺、与主制分厂协商磨削余量等措施,生产出了经氮化磨削后表面没有缺陷的氮化零件,最终使氮化质量满足了设计图要求。
[关键词]不锈钢、氮化、磨削、黑点、掉块中图分类号:TG580.6 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2018)29-0006-01一、引言氮化即渗氮是把氮渗入零件表面,以获得高氮表层的化学热处理工艺。
渗氮件表面具有高的硬度、耐磨性、疲劳强度、红硬性以及抗咬合性。
不锈钢氮化有其特有的特点:由于不锈钢含有大量的铬,一般情况下在表面形成一层致密的氧化膜(Cr2O3,即钝化膜),在渗氮时它阻碍氮原子渗入,因此,在零件渗氮前必须去除掉。
我们采用的吹砂方式去除。
不锈钢材料还由于含合金元素较多,会阻碍氮原子的扩散,渗氮速度较慢,因而渗氮时间较长,会造成大量的氮原子在渗层表面堆积,使渗层表面脆性较大。
大部分氮原子的扩散沿晶界进行,因此表层晶界的脆性更大。
金相显示氮化表层0.05mm深度范围内有沿晶裂纹,在磨削时会产生剥落开裂,因而磨削后表面有麻点现象。
本文通过对不锈钢渗氮后,磨削表层剥落的现象,分析原因,并采取措施,有效的解决了该技术问题。
二、正文1.不锈钢表面渗氮后,磨削表面剥落现象的原因分析表面剥落和沿晶界微裂纹均与晶粒度大小和表层氮浓度高低有关系。
晶粒愈粗大,表层氮浓度愈大,表层应力愈容易集中,而在表层的径向往往出现拉应力,导致剥落和微裂纹。
渗氮过程中:氮和许多元素都能形成稳定的金属氮化物,以Ti、Al、V、W、Mo、Cr、Mn、Fe为序,这些弥散的合金氮化物具有高的硬度和耐磨性,同时又具有高的抗腐蚀能力。
金相试样的制备缺陷及解决方法
金相试样的制备过程中可能会出现以下问题:
1. 磨削过度或不足:磨削过度可能会导致试样表面变形、晶粒变细或甚至产生变形应力;磨削不足则可能会影响到试样的质量。
解决方法:根据不同材料的硬度和组织结构,选择合适的磨削和抛光方法,并严格控制磨削时间和压力。
2. 试样尺寸不一致:试样尺寸不一致会影响到金相分析结果的准确性和可重复性。
解决方法:在制备过程中要严格控制试样的尺寸和几何形状,同时采用符合标准要求的切割和磨削工具。
3. 残留抛光液或切削液:未清洗干净的抛光液或切削液会影响到试样的成像效果和金相分析结果的准确性。
解决方法:在制备过程中充分清洗试样,并使用纯净的溶剂进行清洗。
4. 试样表面受到污染或氧化:试样表面受到污染或氧化会影响到成像效果和金相分析结果的准确性。
解决方法:在制备过程中保证试样表面清洁,并尽量减少试样接触外界空气的时间,避免试样氧化。
综上所述,金相试样的制备过程中需要注意以上问题,采取相应的措施加以解决,以保证试样的质量和金相分析结果的准确性。
砂光机调整、常见故障及砂光板缺陷分析苏福马股份有限公司掌握砂光机调整方法,及时处理砂光机常见故障,正确分析砂光板存在缺陷,才能使砂光机既正常运行又砂削出合格的板坯。
一、砂光机的调整㈠磨削量分配由于人造板生产规模不断扩大,大部分砂光线采用组合形式,即“2+4”,“4+4”和“2+4+4”组合,砂光分成3道,4道,5道。
采用这种多道磨削的组合形式就必须正确分配每道磨削量。
⒈磨削量分配前提正确分配磨削量,首先应确定下列情况:①磨削总量②砂光机砂光道数。
③砂带粒度分配。
特别是最后一道的砂带粒度。
⒉磨削量分配原则①充分利用粗、精、细砂带特点,适量分配磨削量,一般精磨,细磨的磨削量可以确定,粗砂视实际情况而定。
②精砂量,细砂量不能太小,必须能去除上一道砂痕。
③在达到最佳磨削表面的同时使电能,砂带消耗最少。
⒊磨削量分配磨削量分配一般采用倒推法。
先确定最后一道磨削量,再确定最后第二道磨削量,最后确定第一道磨削量。
例:某公司采用“4+4”砂光组合(见图一),根据市场对板面质量要求,最后一道要求采用150#砂带,总磨削量为2.2-2.8mm。
根据上述条件,首先选择砂带为40#、80#、120#、150#,再选择第五道磨削量为0.15mm(双面),第四道磨削量为0.15mm(双面,组合砂架磨垫),第三道磨削量为0.4mm (双面,组合砂架砂辊),第二道磨削量为0.5mm。
第一道磨削量为1-1.6mm。
4. 磨削量分配方法采用逐道分配方法,首先根据磨削量分配,确定每道砂光完成以后的板厚尺寸。
根据确定的板厚尺寸,先砂第一道,后几道砂带暂时去掉。
第一道砂光后板坯尺寸满足要求后,套上第二道砂带进行磨削,确定第二道板厚尺寸,以此类推。
直到最后一道尺寸符合要求,一般在确定每道尺寸时,至少砂两张符合尺寸要求,方能确定这道砂光已调整正确。
图一5 磨削量分配不当引发的问题:①粗砂磨削量太小,会增加精砂、细砂的负担,使精、细砂带消耗量增加,不能充分利用粗砂功能,送进速度有所下降,影响生产效率。
气门杆部的加工无心磨床磨削分析概述: 杆部是气门的重要部位。
在内燃机中它与气门导管形成一对摩擦付。
在得不到良好的润滑条件下,承受着每分钟数千次的反复摩擦,其工作状况极其恶劣。
根据气门杆部的工作特点,设计时对其精度、表面质量都提出了较高要求。
除气门杆直径的尺寸精度外,国家标准GB2784-81中规定:气门杆的圆度、直线度及圆柱度小于0.01mm,表面粗糙度不低于Ra0.63,有些高速大负荷内燃机杆部圆度要求在0.005 mm内表面粗糙度不低于Ra0.4。
例如桑塔纳汽车发动机气门,125摩托车气门等。
另外,气门杆又是气门机械加工中常常作为装夹,定位径向基准的表面,它的精度状态直接影响到其他部位的加工精度。
例如加工盘部外圆端面锥面以及杆端的锁槽杆端面均需用气门杆作径向基准。
因此必须认真考虑气门杆部的机械加工。
一、气门杆部加工方法及特点对气门杆的加工,一般都是在无心磨床上通过几次磨削来完成。
无心磨床磨削与外圆磨床磨削比较有如下几个特点:(一)无心磨床磨削1、工件不用顶针或其它定心夹具来夹持,而是“自由”地放置在导轮与(刀板)砂轮之间,工件装卸方便,生产效率高。
(所谓顶针用在无心磨床上,只是起着轴向窜动定位作用)2、工件的磨削表面,就是定位基面。
所以工件表面原有误差,即气门毛坯的杆部表面或前一道磨杆工序的杆部表面以及磨削过程中刚产生磨削层的误差,都会反映为定位误差,因而影响到工件表面在磨削部分的外形,尺寸,从而反映为加工误差。
毛坯杆精度要影响下一道工序,需要钢厂提供圆度质量好材料。
3、工件运动是由砂轮,导轮共同控制的。
工件运动的稳定性、均匀性不仅取决于机床传动链,还与工件、导轮及刀板的实际情况(如工件中央高h,刀板顶角F等)有关。
(二)外圆磨床磨削1、工件必须用套筒顶住,完成定心夹持,工件装卸相对麻烦一些。
上海气门厂前期曾经使用盘部外圆用整只转动套筒,杆端用半只开口呆套筒。
(呆套筒指不转的套筒)2、只要是定位基准准确,机床有足够的精度,工件即可磨圆(在磨削余量充足的条件下)。
大功率曲轴跳动超差的原因剖析及其解决措施生产瑛场±产搬l而.大功率曲轴跳动超差的原因剖析及其解决措施通过对影响曲轴变形的原因进行分析,找到了曲轴磨削后变形的主要因素,对这些因素进行详细地分析与试验对比验证,得出了控制曲轴变形原因的根本方法,进而解决了曲轴磨削跳动超差问题.1前言随着载货车向中,重型吨位发展,发动机也朝着柴油化,大功率的方向发展,曲轴需要具备更高的强度,刚度,因此曲轴的品种越来越大型化,重型化.从工艺上来说,大型曲轴一般都采用钢件圆角淬火的方式实现曲轴的强化,随着曲轴长度的增加,淬火后曲轴变形与磨削后曲轴变形越来越难控制,大功率曲轴的变形一直是曲轴加工质量控制的一个难点.曲轴零件结构复杂,生产批量大(在中,小批量生产中需进行多品种轮翻生产),精度要求高(连注:共生产10炉次,每炉次装980件.目前,已连续生产480000件,保证了齿轴渗碳淬火,回火和校直后齿形,齿向畸变的一次交检合格率,取得了良好的经济效益和社会效益.■东风汽车有限公司商用车发动机厂汤宪福杆轴颈的尺寸精度IT6~IT7,圆度≤0.005mm,表面粗糙度O.2mm~O.4mm).目前,曲轴的终/]nz仍普遍采用磨削工艺,为满足曲轴日益提高的加工要求,对曲轴磨床提出了很高的要求,现代曲轴磨床除了要有很高的静态,动态刚度和很高的N-r-精度外,还要求有很高的磨削效率和更多的柔性.基于此,目前连杆轴颈磨床的磨削工艺已越来越多地使用跟踪磨削工艺,决定了目前的磨削工艺只能是先磨全部的主轴轴颈再磨全部的连杆轴颈,这也在无形中增加曲轴变形的控制难度.由于曲轴在装配过程中,与轴瓦间的配合有较高要齿项不接触工装装炉圈5改进后装炉方式圈2010年第7期汽车工艺与材料AT&M129.生导琐场求,故对主轴轴颈跳动要求较高,对六缸大功率发动机而言,特别要控制3,4,5主轴轴颈跳动,以免在发动机运行时发生曲轴的"抱瓦"或"拉瓦"等质量事故.我厂采用的加工工艺为主轴轴颈及连杆轴颈圆角淬火一低温回火一修整中心孔一磨全部的主轴轴颈一磨全部的连杆轴颈,且在加工过程中不允许对曲轴进行校直.在我厂某一大功率曲轴的生产调试过程中,磨削后出现第3,4,5主轴轴颈跳动超差,实际情况第3,5t轴轴颈跳动平均值为0.082mm,最大为0.13mm,偏于公差上限,第4主轴轴颈跳动平均值为0.1mm,最大为0.14mm,通过统计废品率达到了10%~35%,跳动超差直接导致曲轴报废,因此解决曲轴磨削工序变形超差的质量问题势在必行.2大功率曲轴磨削跳动超差的原因分析2.1当瞬时应力大于材料的弹性极限时,产生了曲轴的不均匀塑性变形曲轴在磨削时除了所受的磨削力外,还存在淬火时工件内部产生的残余应力,虽然经过回火工序,该残余应力得到释放,但不可能完全释放.还有在磨削时因偏磨产生的组织应力.当存在磨削烧伤时,因组织转变而形成组织应力.在磨削主轴轴颈和连杆轴颈时,因有中心架抵消磨削力,因此曲轴所受的瞬时力大于材料弹性极限的可能性很小,曲轴在磨NH,1-所受的磨削力是不可能消除的,所以这种情况并不是产生曲轴变形的主要原因.通过多次调整磨削参数,磨削方式及磨削顺序,都无法从根本上解决磨削后曲轴的变形超差问题,这样间接证明了磨削工序并不是曲轴变形的主要原因. 2_2磨削过程中释放的残余应力导致曲轴变形曲轴内部的残余应力,主要是在淬火过程中因热胀冷缩的体积变化,以及因相变时新旧两相比容差异而发生的体积变化形成的.该残余应力的大小决定了曲轴淬火变形的大小:该残余应力经过回火后部分得到释放,但不可能完全释放.因此,在磨削时剩余残余应力释放导致曲轴变形.2.3轴颈内外两侧受力不均.导致曲轴变形淬火后曲轴表面存在很大的压应力,该压应力从表面向内部递减,磨削时如果偏磨,将造成曲轴表面压应力的变化,在相对方向不均衡的情况下,导致曲轴变形.为了验证残余应力及偏磨对曲轴变形的影响,做了如下试验.(1)在前期加工的曲轴中挑取淬火后第4主轴轴颈跳动在O9~10mm之间的曲轴3根,这3根曲轴淬火前全部是合格曲轴,对这3根曲轴的相位进行测量,测量结果见表1.相位全部因淬火变形而发生变化,该3根曲轴中心孔修正后,第4主轴轴颈跳动在0.6~0.8mm之间;磨削后第3,4,55轴轴颈跳动全部超差,第4主轴轴颈跳动全部为0.16mm,第3,5主轴轴颈跳动为O.13~0.15mm.由此可见,淬火变形导致连杆轴颈相位变化,后续磨削时产生偏磨, 曲轴跳动超差:淬火后内应力过大,导致后续磨削时内应力释放,曲轴跳动超差.(2)加工3根内铣相位为15'的曲轴,相位超差3.~5..淬火后曲轴变形控制在O.6mm以内:中,CqL 修正后,第4主轴轴颈跳动控制在O.35mm以内:磨削后第4主轴轴颈跳动为0.15~0.18mm,3根曲轴跳动全部超差.30f汽车T艺与材料AT&M2010年第7期.生亭礤锚经过以上分析发现,曲轴磨削后变形超差的主要原因如下.(7)淬火后曲轴内应力过大,导致曲轴变形超差.虽经回火后应力得到一定的释放,但仍有较大的残余应力带到了磨削工序中.在曲轴磨削过程中,残余应力持续释放而导致跳动超差.(2)因淬火变形导致曲轴相位发生变化,致使磨削时连杆轴颈发生偏磨,导致曲轴因受力不均产生变形.通过以下方法可解决磨削后的曲轴变形.(1)控制淬火后的曲轴变形.(2)控制曲轴的内应力.(3)降低曲轴的变形量,减少曲轴偏磨.(4)通过更改磨削工艺,控制曲轴内应力的释放,避免曲轴变形超差.3曲轴淬火变形,内应力过大的原因分析及其解决措施3.1影响曲轴变形的原因分析(1)由于热胀冷缩和组织转变,发生了体积的变化,导致材料内部产生应力.当瞬时应力大于材料的弹性极限时,产生了曲轴的不均匀塑性变形;当轴颈淬火层深不均匀和轴颈侧面的淬火高度过高时,特别是连杆轴颈与第4主轴轴颈层深不均匀和轴颈侧面的淬火高度过高(连杆轴颈内外结构不一样,直接导致淬火层深不均匀和侧面淬火高度过高对整个曲轴的变形影响最大),轴颈的塑性变形不一样,引起曲轴变形.(2)曲轴在加热和冷却过程中,因为热胀冷缩和组织转变而引起曲轴整体长度变化,此时要求曲轴可以自由伸缩,尾架顶紧力不能太大,如果太大则曲轴将会发生塑性变形.(3)毛坯内应力和机械加工应力的存在,对淬火过程中的瞬时应力有叠加作用,导致曲轴产生不均匀的塑性变形.(4)盐轴在淬火过程中,感应器对曲轴的压力不能太大,力度调整到感应器在淬火过程中正好不脱离曲轴,特别是在曲柄的上,下支点,感应器对曲轴的压力不能差别太大,否则直接引起曲轴的变形.3.2表面感应淬火内应力形成的一般规律零件在加热和冷却过程中,将发生热胀冷缩的体积变化,以及因相变时新旧两相比容差异而发生体积变化.热传导过程中由于零件的表面比心部先加热或冷却,在截面上各部分之间存在温差,致使零件表面和心部不能在同--8,1-期发生上述的体积变化,各部分体积变化相互牵制而产生内应力.加热或冷却速度越大,在零件截面上的温差增大,形成的内应力便越大.热处理过程中所形成的内应力可称为瞬时应力;热处理后在零件内存在的应力则称为残余应力.瞬时应力随着温度的变化而改变其应力大小和方向.如果瞬时应力始终小于材料的弹性极限时,则引起瞬时应力的原因消失后,瞬时应力随即消失;但若瞬时应力大于材料的弹性极限而弓1起不均匀塑性变形,那么当造成应力的原因消失后而保留在零件之中的内应力即为残余应力.根据内应力形成的原因不同,又可分为由温差引起的胀缩不均匀而产生的热应力和由相变不同期及组织不均匀产生的组织应力.3.3解决层深均匀性和侧面淬火高度的措施分析该大功率曲轴生产线所用淬火机是进口法国的EFD淬火机,进口感应器不但价格昂贵,而且热效率极低,因此有必要对进口感应器国产化.在使用进口感应器调试过程中,层深均匀性和淬火后曲轴变形均未得到解决.根据切片结果,对感应器有效圈进行了改进,层深均匀性得到了一定程度的提高,但是侧面淬火深度和高度,仍有一定的缺陷,因此淬火后曲轴变形超差的质量问题,仍未得到彻底解决.通过两轮国产化感应器中间试验,根据前期切片结果,又对感应器有效圈进行了优化试验,层深均匀性和侧面淬火高度均得到彻底解决.为了获得均匀的有效硬化层深度,在感应加热周期内,圆角区要比圆柱区提供更多的能量,以弥补热传导损失的热量.2o10年第7期汽车工艺与材料AT&Ml31.生产碗场由传热学可知,沿某方向通过微区面积ds=dyXdz的热流量是:dqx=/1X(dT/dX)XdsXdt(1)式中,为材料的导热系数;d7-/dX为沿方向该点的温度梯度:df为微量时间.由上式可知,热传导损失的热量与导热系数,温度梯度,导热面积和加热时间成正比.同一轴颈加热时,圆角区和圆柱区的导热系数和加热时间是相同的.导热面积可以分别计算出来,但是两处的温度梯度不同,而且随加热时间而变,要精确计算温度梯度对热流量的影响是十分困难的.定性分析和实践表明,感应加热时,圆角区的升温快,因为沿加热层深度方向和加热区的边缘温度梯度大,热流量损失大,相反则圆柱区的热量损失小.切片试样及切片结果,正好与分析的状况相同.由于有效圈几何形状设计不合理且焊点较多,导致感应器效率低,为了满足层深的工艺要求,必须增加加热时间,加热时间过长导致淬火后变形量过大而造成曲轴报废,此期间曲轴淬火后跳动超差的废品率达到了60%~70%.具体淬火参数见表2.进口感应器有效圈结构见图1.轴颈功率/kw加热时I'~/s冷却时l'~/s备注王袖轴颈2—6180/160/14016/22/2216/16/163组参连许轴颈1~6120~180璃零龠蘑I王轴轴颈318022||蔼∞王轴轴颈1||.180一16薯l虽然影响圆角区温度和圆柱区温度的因素除了热传导之外,还有表面热辐射损失,但是由于加热时间短(12~14s左右),热损失之差不大于3%,可以忽略不计.因此,感应器的设计就是要使圆角处得到足够的热量.(1)进口感应器优,缺点分析进口感应器采用的是有效圈圆弧段与曲轴轴颈表面成45.的结构形式,形状采用的是异型结构(见图1).该感应器有效圈圆弧段设计完全基于使圆角处得到足够的热量,有效圈圆弧段磁场直接作用在圆角和侧面直接加热,而轴颈处硅钢片数量太少,因圆角处的热量损失最大,如果轴颈处热量仅靠圆角处的热量传递,在短时间内不能满足轴颈层深的需要,这是造成感应器效率低的主要原因.该感应器有效圈不是一个整体,由很多部分焊接而成,焊点很多,功率损失大,这是造成感应器效率低的次要原因.此种感应器有效圈圆弧段设计极易出现马鞍形淬火层深,圆角处与轴颈处层深差别太大.如果欲满足轴颈层深的工艺要求,必须增加加热时间,当时的加热时间为22~24S,加热时间越长,曲轴变形越大.采用这种结构形式,能很好地保证侧面淬火高度.查阅前期曲轴的图1进口感应器有效圈结构(2)第一轮感应器优,缺点分析第一轮感应器采用的是有效圈圆弧段与曲轴轴颈表面成0.的结构形式,有效圈是由1OmmX1Omm的标;隹矩形铜管制作而成(见图2).该感应器有效圈圆弧段磁场直接作用在侧面和轴颈上,直接对侧面和轴颈加热,而圆角处大部分热量是由轴颈和侧面传32J汽车T艺与材料AT&M2010年第7期生产碗场.±搬汤导而来,再加上轴颈处还有部分硅钢片,且该感应器有效圈圆弧段是一整根铜管弯制而成,没有焊点,从而使感应器效率得到极大提高.因此种有效圈圆弧段设计极易出现侧面深度太深,圆角处深度太浅,层深不均匀,故引起曲轴变形.由于感应器热效率的提高,淬火功率和淬火时间都有了适当的缩短,曲轴变形与进口感应器相比,下降了很多,但是仍旧存在40%的废品,因此进~步对感应器有效圈结构进行改进势在必行,具体淬火参数见表3.第一轮感应器有效圈结构见图2.轴颈功率/kW加热时1~1/s冷却时I'~1/s备注图2第一轮感应器有效圈结构(3)第二轮改进感应器优,缺点分析第二轮改进感应器采用的是前有效圈左侧圆弧段与曲轴轴颈表面成0.,前有效圈右侧圆弧段与曲轴轴颈表面成45.,后有效圈左侧圆弧段与曲轴轴颈表面成45.,后有效圈右侧圆弧段与曲轴轴颈表面成0.的结构形式,有效圈是由6mm×12mm的异形铜管制作而成,见图3.该感应器有效圈圆弧段磁场--N直接作用在圆角和侧面上,直接对侧面和圆角加热i而另一侧有效圈圆弧段磁场直接作用在侧面和轴颈上,对轴颈与侧面加热i再加上轴颈处还有部分硅钢片,且该感应器有效圈圆弧段是一整根异形铜管弯制而成,没有焊点.f!t~IL,该感应器效率很高.该感应器很好地保证了侧面淬火高度(侧面淬火高度工艺要求为6min).前有效圈剖面图后有效圈剖面图图3第二轮改进感应器有效圈结构2o1o年第7期汽车I艺与材料AT&Mf33生产硬场该感应器综合了进口感应器和第一轮感应器所有优点,同时避免了以上两种感应器的缺点,感应器的效率和稳定性都有了很大的提高,加热功率和加热时间又在第一轮感应器的基础上进行了缩短,切片结果显示,层深均匀性及侧面淬火高度全部优于前两轮感应器切片结果,具体淬火参数见表4,淬火层深切片数据见表5.轴颈功率/kW加热时间/s冷却时I'~1/s备注轴颈左罢淬右星淬轴曩火3.4毛坯内应力的控制方法(1)在前期生产过程中,毛坯厂为了节省节拍时间,缩短了曲轴的正火时间,因此为了降低曲轴毛坯的内部应力,必须保证正火炉温的均匀性和正火的时间,以保证内部组织的均匀性,避免产生内应力. (2)在目前国内的锻造水平下,如dC11曲轴毛坯.国内很难保证一次锻造成形,锻造后很多地方不能满足毛坯图纸的工艺要求.为了降低废品率,毛坯厂对不能满足工艺要求的部位(如充不满,有凹陷等)进行堆焊,而堆焊后又没有按照正规的热处理工艺进行去应力退火,因此为了消除堆焊产生的内部应力,对毛坯厂提出了以下2点要求.a.尽量避免对毛坯进行堆焊.b.对部分必须堆焊的毛坯,按正规热处理工艺进行去应力退火.3.5尾架顶紧力与感应器配重的调整(1)为了保证曲轴在淬火过程中的自由伸缩,尾架项紧力应尽可能小,经过2轮工艺试验,尾架项紧力由2X10Pa降低为O5X1OPa,益轴淬火后第4主轴轴颈跳动量平均降低O.18mm.(2)为了防止曲轴在淬火过程中产生塑性变形,必须尽量降低感应器对曲轴的压力,特别是在曲柄上,下支点的压力,如果曲柄上,下支点的压力差太大,则外力叠加后导致曲轴产生塑性变形.3.6淬火工序改进前,后数据对比分析在该曲轴前期投产过程中,淬火后曲轴变形过大一直是曲轴生产线质量控制的一个难点,整条曲轴生产线因为淬火后曲轴变形过大而无法顺利生产.曲轴生产线的淬火工序废品率一直居高不下,废品率达到了40%之多(回火后第4主轴轴颈跳动工艺要求为0.8 mm),回火后国产毛坯的第4主轴轴颈跳动平均在O.79mm.为了挽救曲轴,部分跳动超差的曲轴不得不继续下流,靠磨床来挽救,这不但造成了对磨床的损害,而且造成人力,物力的极大浪费.改进前,国34I汽车工艺与材料AT&M2010年第7期.生产琐扬产毛坯回火后曲轴第4主轴轴颈跳动数据见表6.两轮的国产化感应器中间试验,对感应器有效圈结构进行了改进,调整了尾架项紧压力和感应器压力,有效地控制了毛坯内应力的产生.目前,淬火后曲轴变形已基本得到很好地控制,淬火后国产毛坯的第4主轴轴颈跳动平均在0.28mm左右,回火后基本能控制在0.22mm左右,废品率控制在1%以内(淬火后第4主轴轴颈跳动工艺要求为08mm,回火后第4主轴轴颈跳动工艺要求为O.6mm),很好地满足了后续加工工艺的要求.改进后国产毛坯淬火,回火后曲轴第4主轴颈跳动数据见表7.4减少偏磨,避免曲轴因表面应力分布不均而产生变形在磨削主轴轴颈时,以顶尖孑L为基;隹,要想避免曲轴产生偏磨,必须控制曲轴淬火的变形.根据前面零件号淬火回火的分析可知,曲轴在淬火时因应力的作用,变形不可避免.特别对大功率曲轴而言,目前需要解决的是尽量降低曲轴的变形量,通过修正中心孔来降低轴颈对顶尖的跳动,尽而减少曲轴的偏磨,避免曲轴因表面应力分布不均而产生变形.目前,我厂曲轴中心孔修正采用的方法是以第2,6主轴轴颈中心轴线为基准,设备修正后的中心孔中心连线与第2,6主轴轴颈中心轴线理论上应重合, 也就是说,修正后的中心孔反映第2,6主轴轴颈中心轴线.从目前现场加工的曲轴来看,对后续减少偏磨量的效果明显,修正效果很好.该修正方法仅适合于淬火后变形规则的曲轴,如果淬火后出现"S"曲轴,该修正方法对磨削将产生不利影响.5更改磨削工艺,控制曲轴内应力的释放,避免曲轴变形超差为了将曲轴内部应力进行释放,可以先对曲轴主轴轴颈进行预磨(必须保证轴颈圆度),然后再磨削全部连杆轴颈,这样可以提前将曲轴内部应力进行释2010年第7期汽车T艺与材料A T&M『35生产碗琶放,最后再精磨全部主轴轴颈,这种磨削方式可以在保证曲轴质量的同时,避免曲轴变形超差.采用这种方法的前提是必须新增磨床或改为双砂轮磨床,我厂该曲轴线已不可能采用该方式.后期再建新的生产线时,可以提前考虑采用这种磨削方式或采用双砂轮磨床,以避免曲轴因前序内应力过大而产生曲轴变形超差.6磨削工序改进前后效果对比验证改进前,因淬火后曲轴内应力较大,曲轴变形过大,磨削后因内应力释放,一直存在着磨削工序跳动超差的质量问题(工艺要求第2,3,5,6主轴轴颈跳动为0.1mm,第4主轴轴颈跳动为0.13mm).实际情况第3,5主轴轴颈跳动平均值为0082mm,最大为0.013mm,第4主轴轴颈跳动平均值为01mm,最大为O.14mm.通过对多批曲轴分批进行统计,磨削工序废品率达到了10%~35%之多,改进前磨削工序后曲轴第3,4,5主轴轴颈跳动数据见表8.零件号第3主轴颈第4主轴颈第5A.轴颈通过对感应器有效圈的改进设计及毛坯应力的控制,对尾架项紧力和感应器配重调整,解决了曲轴淬火变形,降低了曲轴的内应力,进而彻底解决了磨削后曲轴变形超差.通过对该工序160件曲轴进行跟踪检测,结果没有一根曲轴磨削后跳动出现超差,该工序因跳动超差的废品率降为零,第3主轴轴颈跳动平均值为0044mm,第5主轴轴颈跳动平均值为0.045mm,第4主轴轴颈跳动平均值为0.047mm,改进后磨削工序后曲轴第3,4,5i轴轴颈跳动数据详见表9.零件号第3主轴颈第4主轴颈第5主轴颈7G00087GOOlO7G00057Go0237C-00227G0127G0o067G00147G00177G0O16002…q∞|薯0:03&077结束语欢迎订购EEC指令(中英文对照版)0为了满足目前我国汽车行业对国外汽车法规了解和掌握的迫切需要,国家汽车质量监督检验中心(长春)与莱茵技术(上海)有限公司北京办事处合作组织汽车行业专业人士翻译了最新EEC指令,并委托《汽车文摘))杂志编辑出版.全套,丑EC指令共计58本,并附光盘一张,为中英文逐页对照形式,便于使用.黪.该EEC指令由《汽车文摘》杂志编辑部负责向汽车行业各企业推广销售,价格为7500~L/套,欢迎各企业来电咨询嗡受一联系人:杜女士电话:0431:85789859传真:0431:85789810E—mail:**************** I36f汽车212艺与材料AT&M2010年第7期∞∞∞O.OOOOO^U^OO^嘶∞∞叭∞O0OOOOOO0。
数控磨床相关问题综合作者:王家征2012。
5。
6外圆磨床加工工件表面有螺旋线的解决方法产生原因1:修整砂轮方法不妥排除方法1:金钢钻应保持锐利,且颗粒无松动,修整时泠却液应充分,精修整砂轮修整量不宜过大。
产生原因2:砂轮主轴与工作台移支平行度超差过大排除方法2:采用专用工具测量主轴平行度如超差应调整,生产中采用试切法验证平行度误差:磨削一根直径与长度比适中的外圆,使锥度达到最小值,精磨时应细修砂轮,在外圆一端或两端涂上一层薄薄的红印油,宽度与砂轮宽度相仿,然后进入切入磨微量进给,直至砂轮刚接触涂色区,擦去一层涂色痕迹,若砂轮宽度全部擦去痕迹表明砂轮母线与工件母线平行良好;若接触右边局部部分表明主轴呈低头,若左边接触则主轴呈抬头,注:动态测量比静态好效果好。
误差方向确定后,且可用垫片测定修刮量。
可以修刮砂轮架滑鞍结合面或垫板底面,如果修整主轴平行度有困难,可以修整金钢钻座,使金钢钻修正中与砂轮中心一致,可减小由于砂轮主轴不平行而引起的砂轮表面修成双曲线。
产生原因3:磨削进给量应根据工件余量合理选择排除方法3:磨削进给量应选择与工件余量保持合适,特别应控制粗磨时的工件余量,否则过大而引起的暗藏的螺旋线就在精磨时显示出来,因此,磨削过程中必须逐级提高表面品质,保持经常修整砂轮防止螺旋线的产生而不消除。
产生原因4:床身导轨或砂轮架导轨在水平面内直线度误差大,影响修整轨迹。
排除方法4:金钢钻安装位置,尽量使修整位置与磨削位置相同,金钢钻修整器在工作台纵向上的位置,应选择有利修整位置,以解决床身导轨在水平面的变曲.产生原因5:砂轮主轴轴承间隙大,影响动态效应的刚度降低。
排除方法5:应检查轴承间隙,过大时予以调整,参见《砂轮架主轴轴承付》。
产生原因6:头尾架刚性差,支承工件顶尖孔与顶尖小端接触产生支承刚性差.可回转主轴的顶尖间磨削,可将头架调障至零,尾架套筒有间隙过大现象予以修复.工件顶尖孔尽量保持大端接触,尤其是外圆精度较高的工件,建议将中心锥面接触长度控制3-5mm(可将中心孔底孔扩大来达到)。
加入刀具破损、磨损、崩刃怎么办?从根本上分析刀具失效原因,附有解决方案,快来了解一下!刀具破损的表现D切削刃微崩当工件材料组织、硬度、余量不均匀,前角偏大导致切削刃强度偏低,工艺系统刚性不足产生振动,或进行断续切削,刃磨质量欠佳时,切削刃容易发生微崩,即刃区出现微小的崩落、缺口或剥落。
出现这种情况后,刀具将失去一部分切削能力,但还能继续工作。
继续切削中,刃区损坏部分可能迅速扩大,导致更大的破损。
2)切削刃或刀尖崩碎这种破损方式常在比造成切削刃微崩更为恶劣的切削条件下产生,或者是微崩的进一步的发展。
崩碎的尺寸和范围都比微崩大,使刀具完全丧失切削能力,而不得不终止工作。
刀尖崩碎的情况常称为掉尖。
3)刀片或刀具折断当切削条件极为恶劣,切削用量过大,有冲击载荷,刀片或刀具材料中有微裂,由于焊接、刃磨在刀片中存在残余应力时,加上操作不慎等因素,可能造成刀片或刀具产生折断。
发生这种破损形式后,刀具不能继续使用,以致报废。
4)刀片表层剥落对于脆性很大的材料,如Tie含量很高的硬质合金、陶瓷、PCBN等,由于表层组织中有缺陷或潜在裂纹,或由于焊接、刃磨而使表层存在着残余应力,在切削过程中不够稳定或刀具表面承受交变接触应力时极易产生表层剥落。
剥落可能发生在前刀面,刀可能发生在后刀面,剥落物呈片状,剥落面积较大。
涂层刀具剥落可能性较大。
刀片轻微剥落后,尚能继续工作,严重剥落后将丧失切削能力。
5)切削部位塑性变型具钢和高速钢由于强度小硬度低,在其切削部位可能发生塑性变型。
硬质合金在高温和三向压应力状态直工作时,也会产生表层塑性流动,甚至使切削刃或刀尖发生塑性变形而造成塌陷。
塌陷一般发生在切削用量较大和加工硬材料的情况下。
TiC基硬质合金的弹性模量小于WC基硬质合金,故前者抗塑性变形能力加快,或迅速失效。
PCD、PCBN基本不会发生塑性变形现象。
6)刀片的热裂当刀具承受交变的机械载荷和热负荷时,切削部分表面因反复热胀冷缩,不可避免的产生交变的热应力,从而使刀片发生疲劳而开裂。
磨削烧伤1.磨削烧伤的分类磨削时,由于磨削区域的瞬时高温(一般为900 - 1500 C)形成零件层组织发生局部变化,并在表面的某些部分出现氧化变色,这种现象称为磨削烧伤。
磨削烧伤对零件质量性能影响很大,在实际加工过程中应尽量避免。
磨削烧伤有多种不同的分类方法。
根据烧伤外观不同,可分为全面烧伤(整个表面被烧伤)、斑状烧伤(表面上出现分散的烧伤斑点)、均匀线条状烧伤、周期线条状烧伤;按表层显微组织的变化可分为回火烧伤、淬火回火烧伤;还可根据烧伤深度分为浅烧伤(烧伤厚度v 0.05mm)、中等烧伤(烧伤层厚度在0.005~0.01mm 之间)、深度烧伤(烧伤层厚度〉0.01mm)。
在生产中,最常见的是均匀的或周期的线条状烧伤。
由于在磨削烧伤产生时往往伴有表面氧化作用,而在零件表面生成氧化膜。
又因为氧化膜的厚度不同而使其反射光线的干涉状态不同;因此呈现出多种颜色。
所以,人们通常用磨削表面的颜色来判断烧伤的程度。
对钢件来说,随烧伤的加强,颜色一般呈现白、黄、褐、紫、兰(青)的变化。
不同磨削深度下,加工表面的烧伤颜色和氧化膜厚度。
值得注意的是:烧伤颜色仅反映了较严重的烧伤现象,而当零件表面颜色不变时,其表面组织也可能已发生了烧伤变化,这类烧伤通常不易鉴别,所以对零件使用性能危害更大。
目前,人们为了更好地控制烧伤的程度,已根据表面组织的变化时烧伤进行了分级,一般从0-8 共分九级,其中,0级最轻,8级烧伤最严重。
1.烧伤产生机理轴承套圈在磨加工中,由于磨粒对工件的切削、刻划和摩擦作用,使金属表面产生塑性变形,由工件内部金属分子间相对位移产生内摩擦而发热;砂轮切削时,相对于工件的速度很高,与工件表面产生剧烈的外摩擦而发热,又因为每颗磨料的切削都是瞬间的,其热量生成也在瞬间,又不能及时传散,所以在磨削区域的瞬时温度较高,一般可达到800〜1500 C, 如果散热措施不好,很容易造成工件表面的烧伤,也就是在工件的表层(一般有几十微米到击败微米)发生二次淬火及高温回火,破坏了工件表面的组织,肉眼可以看出严重的烧伤。
轧制缺陷及质量控制一、引言轧制是金属加工过程中的重要环节之一,对于确保产品质量具有重要意义。
本文将详细介绍轧制过程中常见的缺陷类型及其产生原因,并探讨如何通过质量控制手段来预防和解决这些缺陷问题。
二、轧制缺陷类型及原因1. 表面缺陷表面缺陷是指轧制产品表面出现的瑕疵,如麻点、划痕、氧化皮等。
其主要原因包括:- 轧辊表面粗糙度不合格:轧辊表面粗糙度过高或过低都会导致产品表面出现缺陷;- 轧辊表面污染:轧辊表面存在杂质、油污等污染物会直接影响产品表面质量;- 轧制过程中的热裂纹:高温下,金属材料容易发生热裂纹,进而导致表面缺陷。
2. 尺寸偏差尺寸偏差是指轧制产品的尺寸与设计要求之间存在的差异。
常见的尺寸偏差包括过大或过小的厚度、宽度、长度等。
尺寸偏差的原因主要有:- 轧机设备调整不当:轧机设备的调整不当会导致产品尺寸偏差;- 材料厚度不均匀:原材料的厚度不均匀会直接影响轧制产品的尺寸;- 轧机辊系磨损:轧机辊系磨损会导致轧制压力不均匀,进而影响产品尺寸。
3. 内部缺陷内部缺陷是指轧制产品内部存在的缺陷,如气孔、夹杂物等。
内部缺陷的主要原因包括:- 原材料质量问题:原材料中存在气孔、夹杂物等缺陷;- 轧机设备故障:轧机设备的故障会导致轧制产品内部出现缺陷;- 轧制过程中的温度控制不当:温度控制不当会导致金属材料内部产生缺陷。
三、质量控制手段1. 轧辊表面处理为了避免表面缺陷的产生,可以采取以下措施:- 定期对轧辊进行磨削和抛光,确保其表面粗糙度符合要求;- 加强轧辊的清洁工作,防止污染物附着在轧辊表面;- 对轧辊进行定期检测,及时发现并修复轧辊表面的磨损和裂纹。
2. 轧机设备调整与维护为了控制尺寸偏差,需要进行轧机设备的调整与维护工作:- 对轧机设备进行定期的检查和维护,确保其工作状态良好;- 对轧机设备进行精确的调整,确保产品尺寸与设计要求一致;- 定期检测轧机辊系的磨损情况,及时更换磨损严重的辊子。
砂光机调整、常见故障及砂光板缺陷分析砂光机调整、常见故障及砂光板缺陷分析掌握砂光机调整方法,及时处理砂光机常见故障,正确分析砂光板存在缺陷,才能使砂光机既正常运行又砂削出合格的板坯。
一、砂光机的调整(一)、磨削量分配由于人造板生产规模不断扩大,大部分砂光线采用组合形式,即“2+4”,“4+4”和“2+4+4”组合,砂光分成3道,4道,5道。
采用这种多道磨削的组合形式就必须正确分配磨削量。
⒈ 磨削量分配前提正确分配磨削量,首先应确定下列情况:① 磨削总量② 砂带粒度分配。
特别是最后一道的砂带粒度。
③ 砂光机砂光道数。
⒉ 磨削量分配原则① 充分利用粗、精、细砂带特点,适量分配磨削量,一般精磨,细磨的磨削量可以确定,粗砂视实际情况而定。
② 精砂量,细砂量不能太小,必须能去除上一道砂痕。
③ 在达到最佳磨削表面的同时使电能,砂带消耗最少。
⒊ 磨削量分配磨削量分配一般采用倒推法。
先确定最后一道磨削量,再确定最后第二道磨削量,最后确定第一道磨削量。
例:某公司采用“4+4”砂光组合(见图1),根据市场对板面质量要求,最后一道要求采用150#砂带,总磨削量为2.2-2.8mm。
根据上述条件,首先选择砂带为40#、80#、120#、150#,再选择第五道磨削量为0.15mm(双面),第四道磨削量为0.15mm(双面,组合砂架磨垫),第三道磨削量为0.4mm(双面,组合砂架砂辊),第二道磨削量为0.5mm。
第一道磨削量为1-1.6mm。
4. 磨削量分配方法采用逐道分配方法,首先根据磨削量分配,确定每道砂光完成以后的板厚尺寸。
根据确定的板厚尺寸,先砂第一道,后几道砂带暂时去掉。
第一道砂光后板坯尺寸满足要求后,套上第二道砂带进行磨削,确定第二道板厚尺寸,以此类推。
直到最后一道尺寸符合要求,一般在确定每道尺寸时,至少砂两张符合尺寸要求,方能确定这道砂光已调整正确。
5 磨削量分配不当引发的问题:① 粗砂磨削量太小,会增加精砂、细砂的负担,使精、细砂带消耗量增加,不能充分利用粗砂功能,送进速度有所下降,影响生产效率。
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,