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        内圓磨削與外圓和表面磨削

        來源:本站 作者:admin 點擊:1843

        内圓磨削與外圓和表面磨削是完全不同,由于孔内加工的砂輪的外形,加工車間必須特别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。

        大多數的車間都以爲對一個特定的工件來說,選擇正确的内圓磨削砂輪隻與要磨削的材料有關。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。

         

        試想一家車間使用32A氧化鋁砂輪(一種非常鋒利的單晶體磨粒)來磨削硬質工具鋼,然後用同樣規格的砂輪來進行内部磨削操作 。就會看到震顫和磨削過熱的現象。另外爲了保證砂輪正常的工作 ,操作員在加工一個零件時就必須對砂輪做好幾次修整。另一方面,如果車間使用25A砂輪(更加易碎的磨粒等級J級,軟兩級)來進行内圓磨削就會消除震顫和磨削過熱,砂輪修整次數也減少到一個零件一次。

        Bednarski說在爲内圓磨削選擇磨粒和等級時,除了要磨削材料及其硬度外,還有其他幾項因素是車間必須考慮的,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。硬質材料會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後會掉下來,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。
        碳化矽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  ,碳化鈣和硼矽酸玻璃。

        按照斷裂特性可以分爲三種碳化鋁磨料

             客戶可以有以下更爲廣泛的選擇範圍:19A23A27A29A32A38ADA50A57ARADRA87A93APSA50C5CRA3CRA100A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内部磨削 。
        白色、易碎氧化鋁(38A)非常适合特硬鋼的幹磨削或輕磨削,因爲它的冷卻和自修整作用。(當磨削壓力增大後易碎磨料會斷裂,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,因爲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,砂輪會更加快速的進行磨削。

        爲保持尺寸精度,非磨削砂輪是很重要的 。非磨削砂輪有相當小的壓力,并且在精密加工時是非常重要的影響因素。例如,一個内圓需要0.005英寸到0.008英寸的圓角半徑,砂輪磨料尺寸應當爲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産生的變形減小到最少,并且可以快速和一緻的生産精密零件。

        接觸面積

        與外圓磨削相比,内圓磨削具有更加大的接觸面積 。尤其在小孔磨削時 ,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,并具有開式結構以提供充足的磨屑清理空間。

        關于砂輪的尺寸,過大的砂輪會有低壓力和變鈍的問題。過大尺寸的砂輪還會阻止冷卻液,導緻磨削區域非常低的磨屑去除。相反,一個砂輪如果太小就不能有效率的工作,因爲沒有足夠大的磨削面積,并且由于工作在過大壓力下會過度磨損。通常,當砂輪的尺寸磨損至原有尺寸的70%時就需要更換他們了。

        工件和砂輪的轉速以及操作因素

        工件相對砂輪旋轉越快,更大的力會加在砂輪上,兩者中軟的一者會起作用。相反,當砂輪尺寸增加時,施加在砂輪的力會減小,相對硬的砂輪的起作用。對Bednarski來說 ,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,保持正确的圓周速度并使用不變的表面速度。
        sfpm = 砂輪 rpm ×砂輪×0.2618
        小的砂輪轉速會起到軟作用,而快的砂輪速度會起到硬作用”

        工件速度的經驗法則

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

        操作因素

        對硬度爲Rc50或更軟的材料來說,橫進給率起點爲: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 。
        對硬度爲Rc51或更高的材料來說,橫進給率起點爲: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 。
        震蕩率通常爲75ipm125ipm。起點,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,選擇合适的砂輪軸或主軸是非常必要的。要确定正确的砂輪軸,加工車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。
        關于砂輪軸的長度與砂輪軸直徑的比率,使用盡可能最短的砂輪軸長度和最大的砂輪軸直徑。

        比率小于3:1會産生可靠的性能和最短的加工時間。
        比率界于3:1 6:1通常作爲邊界選擇。
        比率大于6:1會導緻諸如饒度、錐度、震顫和長的加工時間。


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

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