套圈磨削燒傷分析與預防措施(一)
2015-07-06
套圈磨削燒傷分析與預防措施(一)
1.燒傷產生機理
軸承套圈在磨加工中,由于磨粒對工件的切削、刻劃和摩擦作用,使金屬表面產生塑性變形,由工件內部金屬分子間相對位移產生內摩擦而發熱;砂輪切削時,相對于工件的速度很高,與工件表面產生劇烈的外摩擦而發熱,又因為每顆磨料的切削都是瞬間的,其熱量生成也在瞬間,又不能及時傳散,所以在磨削區域的瞬時溫度較高,一般可達到800~1500℃,如果散熱措施不好,很容易造成工件表面的燒傷,也就是在工件的表層(一般有幾十微米到擊敗微米)發生二次淬火及高溫回火,破壞了工件表面的組織,肉眼可以看出嚴重的燒傷。表面出現嚴重的焦黃色或黑色氧化膜,輕微的燒傷則要用稀釋的酸性溶液來浸蝕才能觀察出來,燒傷部位呈黑色。燒傷會降低工件的使用壽命。
2.預防燒傷方法
由于燒傷是磨削區域產生大量的熱量而又未及時散發造成的,因此避免燒傷必須減小熱量的產生,加速熱量的散發,也就是減小磨削時的內、外摩擦,且使工件得到充分有效的冷卻。對冷卻液來講,其成分濃度要合適,流量、壓力要充分,確實起到清洗作用(沖刷砂輪及工件的摩擦,冷卻和潤滑作用)。
減少摩擦熱的產生,終究是要減少磨削時的內、外摩擦,這要綜合考慮以下幾方面的因素:減小磨削厚度,使金屬塑性變形減小,內摩擦減小,從而減少磨削熱;提高工件轉速,工件磨削表面通過磨削區域的時間縮短,可減少磨削熱的聚積,從砂輪特性來講,磨料硬度高,則切削性能好,可減少發熱,但磨料硬度不可太硬,組織不能太細,否則磨鈍的磨料不易脫落,磨料間微孔易塞實而使砂輪降低切削性能,并增加工件與砂輪的接觸面積,在工件表面強烈擠壓,摩擦導致溫度增高。因此為避免燒傷且保證磨料效率、工件精度,在粗磨時刻采用硬度低、組織號大的砂輪,選用較大的磨削厚度;在終磨時選用較硬的,組織號較小的砂輪,保證有效修整砂輪,并選用較小的磨削厚度;對于磨削強度高、硬度高和導熱性差的材料,易采用較小的進給量,提高工件轉速,可有效避免燒傷。
3.燒傷種類
在實際生產中有以下具體因素可造成燒傷:
(1)工藝系統振動、機床振動和液壓系統壓力不穩。在振動瞬間會增大磨削量,造成燒傷,此時燒傷沿工件表面呈振紋分布,也叫振紋燒傷。
(2)砂輪修整不良、使磨料不鋒利,造成燒傷,此時燒傷沿砂輪磨痕分布,也叫劃痕燒傷。
(3)無心夾具吸力不足或支承松動,工件會產生瞬間滑動,會引起燒傷。
(4)磨削量不均勻,磨削厚度不一致,會產生局部燒傷。
(5)砂輪過硬,進給量過大、工件轉速過高(工件速度過高會降低砂輪的切削能力)會使工件表面產生均布燒傷。
1.燒傷產生機理
軸承套圈在磨加工中,由于磨粒對工件的切削、刻劃和摩擦作用,使金屬表面產生塑性變形,由工件內部金屬分子間相對位移產生內摩擦而發熱;砂輪切削時,相對于工件的速度很高,與工件表面產生劇烈的外摩擦而發熱,又因為每顆磨料的切削都是瞬間的,其熱量生成也在瞬間,又不能及時傳散,所以在磨削區域的瞬時溫度較高,一般可達到800~1500℃,如果散熱措施不好,很容易造成工件表面的燒傷,也就是在工件的表層(一般有幾十微米到擊敗微米)發生二次淬火及高溫回火,破壞了工件表面的組織,肉眼可以看出嚴重的燒傷。表面出現嚴重的焦黃色或黑色氧化膜,輕微的燒傷則要用稀釋的酸性溶液來浸蝕才能觀察出來,燒傷部位呈黑色。燒傷會降低工件的使用壽命。
2.預防燒傷方法
由于燒傷是磨削區域產生大量的熱量而又未及時散發造成的,因此避免燒傷必須減小熱量的產生,加速熱量的散發,也就是減小磨削時的內、外摩擦,且使工件得到充分有效的冷卻。對冷卻液來講,其成分濃度要合適,流量、壓力要充分,確實起到清洗作用(沖刷砂輪及工件的摩擦,冷卻和潤滑作用)。
減少摩擦熱的產生,終究是要減少磨削時的內、外摩擦,這要綜合考慮以下幾方面的因素:減小磨削厚度,使金屬塑性變形減小,內摩擦減小,從而減少磨削熱;提高工件轉速,工件磨削表面通過磨削區域的時間縮短,可減少磨削熱的聚積,從砂輪特性來講,磨料硬度高,則切削性能好,可減少發熱,但磨料硬度不可太硬,組織不能太細,否則磨鈍的磨料不易脫落,磨料間微孔易塞實而使砂輪降低切削性能,并增加工件與砂輪的接觸面積,在工件表面強烈擠壓,摩擦導致溫度增高。因此為避免燒傷且保證磨料效率、工件精度,在粗磨時刻采用硬度低、組織號大的砂輪,選用較大的磨削厚度;在終磨時選用較硬的,組織號較小的砂輪,保證有效修整砂輪,并選用較小的磨削厚度;對于磨削強度高、硬度高和導熱性差的材料,易采用較小的進給量,提高工件轉速,可有效避免燒傷。
3.燒傷種類
在實際生產中有以下具體因素可造成燒傷:
(1)工藝系統振動、機床振動和液壓系統壓力不穩。在振動瞬間會增大磨削量,造成燒傷,此時燒傷沿工件表面呈振紋分布,也叫振紋燒傷。
(2)砂輪修整不良、使磨料不鋒利,造成燒傷,此時燒傷沿砂輪磨痕分布,也叫劃痕燒傷。
(3)無心夾具吸力不足或支承松動,工件會產生瞬間滑動,會引起燒傷。
(4)磨削量不均勻,磨削厚度不一致,會產生局部燒傷。
(5)砂輪過硬,進給量過大、工件轉速過高(工件速度過高會降低砂輪的切削能力)會使工件表面產生均布燒傷。