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砂轮磨损与寿命:黏结剂强度与脱落磨损的关系

【摘要】:脱落磨损的难易主要取决于黏结剂的强度。磨削时,随着磨削温度的上升,黏结剂强度下降,当磨削力超过黏结剂强度时,整个磨粒从砂轮上脱落,形成脱落磨损。如砂轮硬度较低、磨削负荷较重时,砂轮出现脱落现象,会使得砂轮廓形改变,严重影响磨削精度与表面质量。砂轮磨损量是最重要的寿命判据。表2-10砂轮寿命的合理数值

1.砂轮磨损的形态

砂轮磨损包含磨粒的磨耗磨损、磨粒破碎和脱落磨损等三种形态,如图2-34所示。

磨耗磨损是由于磨粒与工件之间的摩擦、黏结、高温氧化和扩散而引起的,一般发生在磨粒与工件的接触处(见图2-34中A 处)。开始时,在磨粒刃尖上出现一磨损的微小平面,当微小平面逐步增大时,磨刃就无法顺利切入工件,而只是在工件表面产生挤压作用,从而使磨削热增加,磨削过程恶化。磨粒破碎发生在一个磨粒的内部(见图2-34中B—B处)。磨粒在磨削过程中,在多次急热急冷的作用下,表面形成极大的热应力,而导致局部破碎。磨粒的导热系数越小,热膨胀系数越大,就越容易破碎。脱落磨损(见图2-34中C—C 处)的难易主要取决于黏结剂的强度。磨削时,随着磨削温度的上升,黏结剂强度下降,当磨削力超过黏结剂强度时,整个磨粒从砂轮上脱落,形成脱落磨损。

图2-34 砂轮磨损的三种形态

1—切屑;2—黏合剂;3—磨粒;A—磨耗磨损;B—磨粒破碎;C—脱落磨损

砂轮磨损后,会导致磨削性能恶化。当砂轮硬度较低、磨削负荷较轻时,砂轮出现钝化现象,会使金属切除率明显下降。如砂轮硬度较低、磨削负荷较重时,砂轮出现脱落现象,会使得砂轮廓形改变,严重影响磨削精度与表面质量。在磨削碳钢时,磨削产生的高温使切屑软化,嵌塞在砂轮的孔隙处,造成砂轮堵塞;磨削钛合金时,切屑与磨粒的亲和力强,从而造成黏附和堵塞。砂轮堵塞后即失去切削能力,且磨削力及磨削温度剧增,表面质量显著下降。

2.砂轮寿命

砂轮寿命用砂轮在两次修整之间的实际磨削时间表示。它是砂轮磨削性能的重要指标之一,同时还是影响磨削效率和磨削成本的重要因素。砂轮磨损量是最重要的寿命判据。当磨损量大至一定程度时,工件将发生颤振,表面粗糙度突然增大,或出现表面烧伤现象。但准确判断比较困难,在实际生产中,砂轮寿命的常用合理数值可参考表2-10确定。

表2-10 砂轮寿命的合理数值