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(diǎn)，在磨粒與工件相對(duì)滑擦過程中，會(huì)使磨粒發(fā)生機(jī)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(huì)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(shí)，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?cái)U(kuò)散溶解于鐵的能力大于氮化硼磨料中元素?cái)U(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?yàn)?，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(huì)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(shí)，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(shí)到削情況下同時(shí)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(huì)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(gè)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(dòng)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(shí)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(duì)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(diǎn)是費(fèi)用較低，且片狀修整器磨損后性能變化不大，整形時(shí)可以采用較大的修整進(jìn)給量而不會(huì)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(gè)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(jī)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(shí)現(xiàn)自動(dòng)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(dòng)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(shí)，應(yīng)正確選擇磨料粒徑、噴射壓力和修銳時(shí)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(duì)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(dòng)修銳被修砂輪以一定速度旋轉(zhuǎn)，將超聲振動(dòng)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(dòng)。將混油磨料(20#機(jī)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(dòng)顫振，使游離磨粒直接撞擊砂輪表面，對(duì)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(yàn)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(shí)，間隙大小對(duì)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(dòng)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(diǎn)磨粒時(shí)，可以轉(zhuǎn)向或退讓，而專門切削和擠研軟質(zhì)點(diǎn)結(jié)合劑，同時(shí)修整過程中修整元件的自然顫振也增強(qiáng)了修整效果。彈性修銳法能有效修銳砂輪，而不會(huì)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(shí)，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(yùn)動(dòng)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(dòng)的砂輪表面。液壓噴砂修銳是一種高效修銳方法，可在短時(shí)間內(nèi)獲得滿意的修銳效果。用金剛石滾輪整形的同時(shí)進(jìn)行液壓