3 砂輪的磨損與修整

1、3砂輪的磨損與修整3.1砂輪磨損的原因：A.磨耗磨損。在工件材料中，往往含有多種高硬度的質(zhì)點，在磨粒與工件相對滑擦過程中，會使磨粒發(fā)生機械磨損，從而使砂輪被磨損。B.氧化磨損。常用的磨料有氧化物、碳化物和氮化物。氧化物磨料在空氣中穩(wěn)定，其他磨料的表面會在高溫下發(fā)生氧化作用，使其逐漸消耗。C.擴(kuò)散磨損。是指磨粒與被磨材料在高溫下接觸時，金剛石砂輪的元素相互擴(kuò)散造成磨粒表層弱化而產(chǎn)生的磨損。兩種材料間元素的相互擴(kuò)散與材料的化學(xué)成分密切相關(guān)。

2、由于金剛石磨料中碳元素擴(kuò)散溶解于鐵的能力大于氮化硼磨料中元素擴(kuò)散溶解于鐵的能力，故金剛石砂輪不宜磨削鋼料。D.熱應(yīng)力破損。磨削過程中，磨粒的工作表面瞬間升至高溫，砂輪又在磨削液作用下急冷，其冷熱循環(huán)的頻率與砂輪的轉(zhuǎn)速相同，從而在磨粒的表面上形成很大的交變熱應(yīng)力，使磨粒表面開裂破碎。熱應(yīng)力破損主要取決于磨料的導(dǎo)熱參數(shù)、線膨脹系數(shù)和磨削液的性能。導(dǎo)熱系數(shù)越小，線膨脹系數(shù)越大，磨削液的冷卻性能越好，則熱應(yīng)力越大，越易使磨粒受熱沖擊而開裂破碎。

3、各種磨料導(dǎo)熱性能好壞的次序為，金剛石，立方氮化硼，碳化硅，剛玉。E.塑性磨損。在磨削高溫作用下，磨粒會因塑性變形而磨損。塑性磨損主要取決于工件材料的熱硬度。磨削時，若砂輪的切屑在磨粒前刀面上的熱硬度大于磨粒接觸區(qū)的熱硬度，則磨粒發(fā)生塑性磨損。以上幾種造成砂輪磨損的原因并不是在每種意識到削情況下同時存在。根據(jù)磨料、工件材料及磨削條件的不同，造成砂輪磨損的主要原因也會有所不同。3.2砂輪修整技術(shù)砂輪的修整可分為整形和修銳兩個步驟。常用砂輪整

4、形的方法有車削整形法、滾壓整形法、磨削整形法等。近年來又出現(xiàn)了電加工整形法，激光整形法。電加工整形法只能用于金屬結(jié)合劑砂輪，主要有電解法、電火花法等。砂輪修銳方法常用的有氣體噴砂修銳、超聲振動修銳法、彈性修銳法、游離磨粒擠壓修銳、液壓噴砂修銳、固結(jié)修銳工具修銳法等，此外，還有修銳棒、修銳膏、金屬絲刷、硬質(zhì)合金塊、低碳鋼磨削修銳法、磁性磨料修銳法等。近年來人們又開發(fā)了電加工修銳法、激光修銳法、高壓水噴射修銳法等。3.21砂輪整形技術(shù)（1）

5、車削整形法車削法是采用單顆粒金剛石筆、粉末冶金金剛石筆或金剛石修整片等整形工具車削砂輪，以達(dá)到整形目的。單顆粒金剛石筆具有極高硬度和良好的耐磨性，因此常用于陶瓷結(jié)合劑或樹脂結(jié)合劑CBN砂輪的修整。金剛石筆的尖端由于受到熱和力的集中連續(xù)作用，磨損劇烈，因此修整時應(yīng)通過合理供給冷卻液進(jìn)行充分冷卻。采用單顆粒金剛石筆修整陶瓷結(jié)合劑CBN砂輪后，砂輪表面狀態(tài)不易達(dá)到磨削加工要求，容屑空間較小，切削刃較寬，磨削刃不鋒利，若直接用于磨削，初期磨削力

6、和磨削溫度均較大，容易出現(xiàn)磨削燒傷和振紋，因此必須用油石對修整后的砂輪表面進(jìn)行合理修銳。采用粉末冶金方法將小粒度金剛石顆粒固結(jié)在硬質(zhì)合金基體上，制成片狀修整器。用金剛石片狀修整器修整CBN砂輪的優(yōu)點是費用較低，且片狀修整器磨損后性能變化不大，整形時可以采用較大的修整進(jìn)給量而不會增大修整后砂樹脂結(jié)合劑分解，青銅結(jié)合劑熔化或氣化，并伴隨著結(jié)合劑材料的濺射，從而達(dá)到去除結(jié)合劑的目的。而金剛石磨粒損傷較小，只是部分被去除。在一個循環(huán)的整形之后，

7、砂輪表面形貌好、圓度誤差明顯減小。如必要，可進(jìn)行第二次整形來進(jìn)一步提高砂輪表面形貌和精度。激光修整為非接觸加工，無機械作用力，無修整工具的消耗，不受砂輪材料的限制，熱影響區(qū)小，超硬磨料砂輪的修整損耗小，修整效率高，容易實現(xiàn)自動化，是一種很有前途的砂輪整形和修銳技術(shù)”。3.22砂輪修銳技術(shù)常用的砂輪修銳方法有自由磨粒修銳法、固結(jié)修銳工具修銳法、電加工修銳法、激光修銳法、高壓水噴射修銳法等。（1）自由磨粒修銳法A、氣體噴砂修銳以碳化硅、剛玉

8、或玻璃珠等游離磨粒作為修銳介質(zhì)，用壓縮空氣將修銳介質(zhì)高速噴射到轉(zhuǎn)動的砂輪表面，以去除部分結(jié)合劑，形成切削刃，達(dá)到修銳砂輪的目的采用氣體噴砂修銳法時，應(yīng)正確選擇磨料粒徑、噴射壓力和修銳時間。例如用粒徑為100150μm玻璃珠，以6070KPa壓力(或用粒徑50μmWA顆粒，以100140KPa壓力)對砂輪進(jìn)行噴砂修銳，只需數(shù)分鐘即可獲得滿意的修銳效果。B、超聲振動修銳被修砂輪以一定速度旋轉(zhuǎn)，將超聲振動修銳裝置調(diào)整到諧振狀態(tài)，按一定頻率和振

9、幅作超頻縱向振動。將混油磨料(20#機油碳化硅或剛玉磨粒)注入到修銳器與砂輪之間，利用修整元件傳遞的能量和主動顫振，使游離磨粒直接撞擊砂輪表面，對結(jié)合劑進(jìn)行切削去除，使磨粒凸出砂輪表面，獲得較好的修整效果。試驗表明，砂輪與修整元件之間的預(yù)留間隙小于游離磨粒平均尺寸的12時，間隙大小對修銳效果沒有影響。C、彈性修銳將混油磨料注入砂輪與修整元件之間，由旋轉(zhuǎn)的砂輪帶動混油磨料通過砂輪與修整元件的間隙，游離磨粒擠研砂輪上的結(jié)合劑以達(dá)到修銳目的當(dāng)

10、游離磨粒碰到硬質(zhì)點磨粒時，可以轉(zhuǎn)向或退讓，而專門切削和擠研軟質(zhì)點結(jié)合劑，同時修整過程中修整元件的自然顫振也增強了修整效果。彈性修銳法能有效修銳砂輪，而不會破壞砂輪的形狀精度，可以通過選擇修整磨粒的平均尺寸，較準(zhǔn)確地控制磨粒的凸出高度。彈性修銳法常用于樹脂結(jié)合劑砂輪的修銳。D、游離磨粒擠壓修銳利用壓力(也可不用壓力)將碳化硅或剛玉磨粒注射到砂輪與鋼修整輪之間，二者間隙應(yīng)小于磨粒平均直徑。游離磨粒擠研砂輪上的結(jié)合劑，使砂輪磨粒凸出結(jié)合劑表面

11、，達(dá)到修銳目的用該法修銳樹脂結(jié)合劑砂輪時，初始磨損較大，磨削比較低。E、液壓噴砂修銳該方法是利用高壓液體和磨粒的運動達(dá)到去除砂輪表面結(jié)合劑的目的高壓泵以約15MPa壓力和20lmin流量輸出冷卻液，冷卻液進(jìn)入旋渦室形成負(fù)壓，并從側(cè)孔吸入大量空氣和修銳介質(zhì)(碳化硅或剛玉游離磨粒)與冷卻液混合后，通過陶瓷噴嘴以一定速度和傾角a噴射到轉(zhuǎn)動的砂輪表面。液壓噴砂修銳是一種高效修銳方法，可在短時間內(nèi)獲得滿意的修銳效果。用金剛石滾輪整形的同時進(jìn)行液壓