金剛石砂輪加工整體硬質(zhì)合金刀具的磨削參數(shù)選擇(42CrMo超高強(qiáng)度鋼成分性能及使用解析)
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1、金剛石砂輪加工整體硬質(zhì)合金刀具的磨削參數(shù)選擇
金剛石砂輪加工整體硬質(zhì)合金刀具的磨削參數(shù)選擇
金剛石砂輪磨削硬質(zhì)合金的各項(xiàng)磨削參數(shù)對工件表面粗糙度有直接影響,文獻(xiàn)[6]通過對陶瓷結(jié)合劑金剛石砂輪磨削硬質(zhì)合金表面粗糙度的研究得出結(jié)論,磨削參數(shù)對表面粗糙度的影響程度依次為:橫向進(jìn)給速度>砂輪線速度>磨削行程>磨削深度。
當(dāng)橫向進(jìn)給速度、磨削行程、磨削深度增大時(shí),表面粗糙度增大;當(dāng)砂輪線速度增大時(shí),表面粗糙度降低,因?yàn)楫?dāng)其他參數(shù)不變時(shí),砂輪線速度增大使單位時(shí)間內(nèi)參與磨削的磨粒數(shù)量增加,每顆磨粒去除的材料減小,產(chǎn)生的劃痕、隆起等也較小。
磨削效率可用每分鐘磨除量QZ來表示,QZ=1000VWfaap(mm3/min),可見磨削效率與砂輪線速度無關(guān),而與工件速度、軸向進(jìn)給速度以及磨削深度成正比。
在QZ相同的情況下,加大砂輪線速度可降低工件表面粗糙度,在同樣的粗糙度要求下,增加砂輪線速度可提高工件速度、軸向進(jìn)給速度以及磨削深度,從而提高QZ。
在磨削硬質(zhì)合金的過程中,金剛石砂輪會(huì)逐漸磨損,其形式有磨粒磨耗、磨粒破碎和磨粒脫落[5,7]。
磨粒在工作過程中因受到機(jī)械摩擦作用、粘接作用、擴(kuò)散和化學(xué)作用而產(chǎn)生磨損,金剛石砂輪在磨削Al2O3工程陶瓷材料時(shí),磨粒將發(fā)生磨耗磨損而形成反光的小平面。
隨著磨損小平面的增大,磨粒受到的力也逐漸增大,部分磨粒出現(xiàn)局部破碎的情況,該破碎為解理破壞,是沿著金剛石晶粒中化學(xué)鍵強(qiáng)度最弱的方位面產(chǎn)生的。
磨粒局部解理破碎會(huì)形成新的切削刃,也是砂輪自勵(lì)的一個(gè)重要途徑。
隨著磨粒及其周圍結(jié)合劑的逐漸磨損,結(jié)合劑橋截面逐漸縮小,對磨粒的把持力也逐漸降低,當(dāng)磨粒受到的磨削力超過把持力時(shí)磨粒就會(huì)脫落,脫落后該位置的結(jié)合劑會(huì)迅速磨損掉,從而露出下層的新磨粒參加磨削,該過程為砂輪自勵(lì)的另一個(gè)重要途徑。
Al2O3工程陶瓷材料與硬質(zhì)合金的機(jī)械性能相近,同屬脆硬性材料,所以上述過程也應(yīng)該適用于金剛石砂輪磨削硬質(zhì)合金。
磨粒磨耗、磨粒破碎和磨粒脫落三種砂輪磨損方式中哪一種起主導(dǎo)作用,與結(jié)合劑、砂輪硬度、工件材料、加工條件以及磨削參數(shù)有關(guān)。
其他條件不變時(shí),砂輪線速度越大,每個(gè)磨粒的磨削深度越小、受到的磨削力也越小,雖然磨粒總的磨削行程增加,但是因?yàn)榻饎偸チ>哂蟹浅8叩哪湍バ裕阅チ5膲勖鼤?huì)顯著增加。
當(dāng)磨削深度增加時(shí),磨粒每次磨屑的形成會(huì)增加,產(chǎn)生的磨屑堆積在磨粒前部空隙處,對結(jié)合劑產(chǎn)生侵蝕,同時(shí)增加了磨粒的受力,會(huì)加大磨粒脫落的可能性。
當(dāng)進(jìn)給速度或者工件轉(zhuǎn)速增加時(shí),磨粒所切削的未變形切屑最大厚度增加,導(dǎo)致磨粒的受力增大,可能直接把磨粒從結(jié)合劑中“蹦出來”。
可以看出,大的砂輪線速度、小的磨削深度以及進(jìn)給速度有利于延長砂輪壽命、降低砂輪的自銳性能,當(dāng)砂輪鈍化后需要進(jìn)行修整修銳等操作,修整時(shí)會(huì)去除大量的磨粒,反而會(huì)加大砂輪的消耗,同時(shí)低進(jìn)給速度和磨削深度也會(huì)降低磨削效率,所以不能一味地追求高線速度和低進(jìn)給速度,而是需要合理選擇上述參數(shù)。
研磨度是一個(gè)對磨粒擠壓力大小進(jìn)行估計(jì)的指標(biāo),類似于磨粒侵入工件表面深度或者未變形切屑最大厚度。
若研磨度過大,磨粒會(huì)侵入工件表面深處,磨粒受到的力過大,造成磨粒過早地從結(jié)合劑中脫落;若研磨度過小,磨粒侵入工件表面過淺甚至只是在工件表面劃過,無法形成磨屑并生成大量的熱,應(yīng)力不足以使磨粒破碎自銳或者使磨粒脫粒自銳。
在這兩種極端情況之間有一個(gè)最有效的研磨度值,即最優(yōu)的磨削參數(shù)。
式中,A為研磨度,Vw為工件轉(zhuǎn)動(dòng)線速度或者工件進(jìn)給速度(mm/min),Vs為砂輪線速度(m/s),ap為磨削深度(mm),Dw為砂輪直徑(mm)。
可以看到,工件進(jìn)給速度越大或磨削深度越大,則研磨度數(shù)值越高;砂輪速度越大,每個(gè)磨粒侵入工件越淺,則研磨度數(shù)值也就越小,增大砂輪直徑會(huì)使磨粒軌跡與工件表面的夾角減小,從而減小磨粒的磨削厚度,降低研磨度值。
[1]我國整體硬質(zhì)合金刀具的市場格局和預(yù)測[J].工具技術(shù),2012,46(1):88。
[2]姚萍.硬質(zhì)合金磨削裂紋的產(chǎn)生與預(yù)防[J].機(jī)械管理開發(fā),2009,24(4):81。
42CrMo超高強(qiáng)度鋼成分性能及使用解析
鎳Ni:允許殘余含量≤0.030%銅Cu:允許殘余含量≤0.030%。
抗拉強(qiáng)度σb(MPa):≥1080(110)。
屈服強(qiáng)度σs(MPa):≥930(95)。
沖擊韌性值αkv(J/cm2):≥78(8)。
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那么以上的內(nèi)容就是關(guān)于金剛石砂輪加工整體硬質(zhì)合金刀具的磨削參數(shù)選擇的介紹了,42CrMo超高強(qiáng)度鋼成分性能及使用解析是小編整理匯總而成,希望能給大家?guī)韼椭?/p>

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