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內圓磨削與外圓和表面磨削

來(lái)源:本站 作者:admin 點(diǎn)擊:2591

內圓磨削與外圓和表面磨削是完全不同,由于孔內加工的砂輪的外形,加工車(chē)間必須特別注意砂輪和工件的接觸面積,更要注意砂輪與工件之間的關(guān)系——砂輪速度,工件速度,砂輪軸的剛性和其他操作因素。

大多數的車(chē)間都以為對一個(gè)特定的工件來(lái)說(shuō),選擇正確的內圓磨削砂輪只與要磨削的材料有關(guān)。然而在很多情況下,這是錯誤的,Saint-Gobain Abrasiveswww.saint-gobain.com)的一位應用工程師Bill Bednarski說(shuō)。

 

試想一家車(chē)間使用32A氧化鋁砂輪(一種非常鋒利的單晶體磨粒)來(lái)磨削硬質(zhì)工具鋼,然后用同樣規格的砂輪來(lái)進(jìn)行內部磨削操作。就會(huì )看到震顫和磨削過(guò)熱的現象。另外為了保證砂輪正常的工作,操作員在加工一個(gè)零件時(shí)就必須對砂輪做好幾次修整。另一方面,如果車(chē)間使用25A砂輪(更加易碎的磨粒等級J級,軟兩級)來(lái)進(jìn)行內圓磨削就會(huì )消除震顫和磨削過(guò)熱,砂輪修整次數也減少到一個(gè)零件一次。

Bednarski說(shuō)在為內圓磨削選擇磨粒和等級時(shí),除了要磨削材料及其硬度外,還有其他幾項因素是車(chē)間必須考慮的,磨削去除量,磨削精度和表面光潔度,接觸面積,砂輪尺寸,工件速度,砂輪速度和操作因素以及磨削系統的剛性。

工件的材料

工件材料的硬度等級和應力裂紋主要影響了磨粒的選擇,尺寸和砂輪的等級。硬質(zhì)材料會(huì )抵抗磨粒的滲入而使砂輪很快變鈍。因此,更加堅硬的工件材料,更多的操作者會(huì )選擇更軟等級的易碎磨粒砂輪。軟等級砂輪的磨料磨粒邊鈍后會(huì )掉下來(lái),暴露出新的磨削顆粒。

下面是幾種給定材料的磨料選擇

  
氧化鋁或CBN磨料砂輪用于高抗拉強度材料,例如碳鋼,合金鋼和高速鋼。
碳化硅或金剛石磨料砂輪用于低抗拉強度的材料,例如鑄鐵,軟青銅和鋁,以及硬質(zhì)合金。
金剛石砂輪用于非金屬材料,例如高密度陶瓷,碳化硼,碳化鈣和硼硅酸玻璃。

按照斷裂特性可以分為三種碳化鋁磨料

     客戶(hù)可以有以下更為廣泛的選擇范圍:19A、23A、27A、29A、32A、38A、DA、50A、57A、RA、DRA、87A、93A、PSA、50C、5CRA、3CRA、100A等。


深色、耐用氧化鋁(57A)和單晶體氧化鋁(32A)用于鋼制零件的一般內部磨削。
白色、易碎氧化鋁(38A)非常適合特硬鋼的干磨削或輕磨削,因為它的冷卻和自修整作用。(當磨削壓力增大后易碎磨料會(huì )斷裂,暴露出鋒利的切邊)
粉色氧化鋁(25A)磨削特性與38A很相似并且顯示出很好的外形保持特性。

另外,53A是黑色氧化鋁和白色氧化鋁的混合,其特性界于57A 38A之間。

磨削量,磨削精度和表面光潔度

按常規,粗糙的磨粒用于高磨削率,因為這樣的砂輪通常允許大的磨削量。但是,如果工件材料是硬制鋼或一些其他很難滲入的合金,則應該使用略微精細的磨料,由于與工件有更多的磨削點(diǎn),砂輪會(huì )更加快速的進(jìn)行磨削。

為保持尺寸精度,非磨削砂輪是很重要的。非磨削砂輪有相當小的壓力,并且在精密加工時(shí)是非常重要的影響因素。例如,一個(gè)內圓需要0.005英寸到0.008英寸的圓角半徑,砂輪磨料尺寸應當為100150。在光潔度操作中,通常是更好的光潔度需要更加精細的磨料尺寸和冷卻磨削砂輪。冷卻磨削可以使磨削熱產(chǎn)生的變形減小到最少,并且可以快速和一致的生產(chǎn)精密零件。

接觸面積

與外圓磨削相比,內圓磨削具有更加大的接觸面積。尤其在小孔磨削時(shí),因此需要使用比孔略小的砂輪。與工件的接觸面大必須使用相對軟等級的砂輪,并具有開(kāi)式結構以提供充足的磨屑清理空間。

關(guān)于砂輪的尺寸,過(guò)大的砂輪會(huì )有低壓力和變鈍的問(wèn)題。過(guò)大尺寸的砂輪還會(huì )阻止冷卻液,導致磨削區域非常低的磨屑去除。相反,一個(gè)砂輪如果太小就不能有效率的工作,因為沒(méi)有足夠大的磨削面積,并且由于工作在過(guò)大壓力下會(huì )過(guò)度磨損。通常,當砂輪的尺寸磨損至原有尺寸的70%時(shí)就需要更換他們了。

工件和砂輪的轉速以及操作因素

工件相對砂輪旋轉越快,更大的力會(huì )加在砂輪上,兩者中軟的一者會(huì )起作用。相反,當砂輪尺寸增加時(shí),施加在砂輪的力會(huì )減小,相對硬的砂輪的起作用。對Bednarski來(lái)說(shuō),典型的砂輪速度大約在8,500 sfpm,但可分布于4,500 12,500 sfpm。

砂輪轉速因素

如果可以的話(huà),保持正確的圓周速度并使用不變的表面速度。
sfpm = 砂輪 rpm ×砂輪×0.2618
小的砂輪轉速會(huì )起到軟作用,而快的砂輪速度會(huì )起到硬作用”

工件速度的經(jīng)驗法則

工件速度與砂輪速度的比率應當在25:165:1之間。
對于材料硬度為Rc50或者更?。?/span>sfpmwheel = sfpmwork ÷ 30。
對于材料硬度為Rc51或者更大:sfpmwheel = sfpmwork ÷ 55。

操作因素

對硬度為Rc50或更軟的材料來(lái)說(shuō),橫進(jìn)給率起點(diǎn)為:粗切率使用0.00015 英寸到0.00010英寸的每工件砂輪旋轉的去除率。光潔切除率采用0.00005 英寸到0.00003英寸。
對硬度為Rc51或更高的材料來(lái)說(shuō),橫進(jìn)給率起點(diǎn)為:粗切率使用0.00010 英寸到0.00005英寸的每工件砂輪旋轉的去除率。光潔切除率采用0.00005 英寸到0.00003英寸。
震蕩率通常為75ipm125ipm。起點(diǎn),使用0.2×砂輪寬度× rpmwork

磨削系統剛性

成功的磨削系統需要剛性,選擇合適的砂輪軸或主軸是非常必要的。要確定正確的砂輪軸,加工車(chē)間必須考慮砂輪磨損。在允許砂輪磨削工件和被修整的前提下選擇最短的。
關(guān)于砂輪軸的長(cháng)度與砂輪軸直徑的比率,使用盡可能最短的砂輪軸長(cháng)度和最大的砂輪軸直徑。

比率小于3:1會(huì )產(chǎn)生可靠的性能和最短的加工時(shí)間。
比率界于3:1 6:1通常作為邊界選擇。
比率大于6:1會(huì )導致諸如饒度、錐度、震顫和長(cháng)的加工時(shí)間。


表格:根據孔的尺寸推薦內圓磨床的砂輪尺寸
孔的直徑 (英寸)砂輪直徑(孔的尺寸的百分比計算% )