摘要:磨削作为一种加工手段,一般用于最开始的初加工和最后一道工序的精加工。从磨料开始详细地介绍了砂轮的种类与磨料的选择,阐述了磨削工艺的特点,探讨曲轴磨削技术,提出了曲轴磨削后产生裂纹的解决途径。
0 引言
磨削作为一种加工手段,一般用于最开始的初加工和最后一道工序的精加工,是指用磨料、磨具切除工件上多余材料的加工方法,具有加工少、精度高、产生热量少、外形美观等特点,在机械加工中占主导地位,可用于加工各种工件的内外圆柱面、圆锥面、平面以及螺纹、齿轮、键等特殊、复杂的成形表面,有各种不同的工件,就要有相应的加工磨床,对应各种不同的磨料,正确掌握磨削工艺,正确选择磨料磨具对提高加工质量是至关重要的。
1 磨料
磨削加工时,首先要根据待加工的工件材质来选择所对应的磨料。
1.1磨料的选择
主要取决于工件材料及热处理方法。
(1)磨削抗张强度高的材料时,选用韧性大的磨料。如含钨高的材料,应选择具有高韧性的陶瓷刚玉磨料进行加工。
(2)磨削硬度比较低、延展率大的材料时,可适当选择较脆的磨料。
(3)磨削硬度较高的材料,要选择较软的砂轮。
1.2砂轮硬度的选择
砂轮的硬度是衡量砂轮“自锐性”的主要指标,加工过程中,磨粒逐渐由锐利而变钝。部分钝化的磨粒继续工作,作用在磨粒上的压力就会不断增大,当压力大到一定数值时,有的磨粒会自行崩碎而形成新的刃口,当压力超过结合剂的粘结力时,磨粒会自行脱落。钝化了的磨粒自行崩碎或脱落使砂轮保持锐利的特性称为自锐性,较软的砂轮有较好的自锐性,能够提高砂轮的磨削性能,减少磨削力和磨削热。当磨削软的材料时,砂轮不易钝化,应选择硬砂轮以避免磨料过早脱落损耗,磨削特别软而且韧性高的材料应选用较软的砂轮。
磨削加工时,还要考虑选择不易与加工材料发生化学反应的磨料。
1.3砂轮的种类及其对应加工的材料
最常用的磨料有白刚玉、棕刚玉、黑碳化硅、绿碳化硅、铬刚玉、单晶刚玉、微晶刚玉、错刚玉。随着工艺的发展,现在又制作了陶瓷砂料,树脂砂轮、橡胶砂轮、金刚石砂轮和立方氮化硼砂轮。
棕刚玉砂轮:棕刚玉的硬度高、韧性大,适宜磨削抗拉强度较高的金属,比如碳钢、合金钢、可锻铸铁、硬青铜等,这种磨料的磨削性能好,适应性广,常用于切除较大余量的粗磨,可以广泛使用。
白刚玉砂轮:白刚玉的硬度略高于棕刚玉,韧性比棕刚玉低。在磨削时,磨料容易破裂,因此,磨削热量小适宜制造精磨淬火钢、高碳钢、高速钢以及磨削薄壁零件用的砂轮,成本比棕刚玉高。
黑碳化硅砂轮:黑碳化硅砂轮性脆而锋利,硬度比白刚玉低,适用于磨削机械强度较低的材料,如铸铁、黄铜、铝和耐火材料。
绿碳化硅砂轮:绿碳化硅硬度脆性较黑碳化硅高,磨粒锋利,导热性好,适合于磨削硬质合金、光学玻璃、陶瓷等硬脆材料。
外圆磨和曲轴磨的顶针由于使用不当,出现了破损需要重新磨削才可以使用,就是将顶针放在床头的主动锥口里,用黑碳化硅钢进行磨削,其精度和光洁度都可与新件媲美。
铬刚玉砂轮:适用于磨削刀具、量具、仪表、螺纹等表面加工质量要求高的工件。
单晶刚玉砂轮:适用于磨削不锈钢、轴承钢和特种球墨铸铁等,用于成型磨、切人磨、镜面磨削。
错刚玉砂轮:适用于磨削奥氏体不锈钢、钦合金、耐热合金,特别适用于重负荷磨削。
金刚石树脂砂轮:金刚石砂轮是最坚硬的砂轮,磨削能力非常强悍,只适用加工高硬度的材料,而不宜用来磨削一般钢材或其他软性材料,其修整要用碳化硅磨料进行,冷却液有煤油、轻柴油,一般以煤油为好。
新的金刚石砂轮使用前因出厂和装配时的不同心度,一般要进行修整,一般有两种方法:(1)在陶瓷工具上进行微量磨削,自行归圆;(2)手持碳化硅磨料进行修整。
吉林化工压缩车间压缩柱塞表面喷涂陶瓷,用金刚石砂轮进行磨削加工,提高了加工效率和质量。
立方氮化硼是由六方氮化硼和触煤在高温高压下合成的,是继人造金刚石问世后出现的又一种新型高新技术产品,它具有很高的硬度,热稳定性和化学隋性,以及良好的透红外性和较宽的禁带宽度等优异性能,它的硬度仅次于金刚石,但热稳定性远高于金刚石,对铁系元素有较大的化学稳定性。立方氮化硼磨具的磨削性能十分优异,不仅能胜任难磨材料的加工提高生产率,还能有效地提高工件的磨削质量。适用于加工既硬又韧的材料,如高速钢、工具钢、模具钢、轴承钢、镍和钻基合金、铸铁等。