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磨削表面的微觀不平度主要取決于以下三個(gè)方面: ① 磨粒劃痕殘留的波峰、波谷,這主要受砂帶上磨粒的幾何尺寸關(guān)系(粒度、磨粒分布、高度偏差等)影響。② 工藝系統(tǒng)的振動(dòng)。③ 在磨削溫度作用下的金屬塑變和微熔,這些微熔和軟化的金屬在被割下或擠壓過程中,被涂附于已加工表面上,使粗糙度加大。
1)砂帶
圣疊磨具VSM鋯剛玉砂帶
在同一磨削速度下,隨粒度變細(xì),粗糙度降低,因?yàn)榧?xì)磨粒加工中產(chǎn)生的劃痕及隆起相應(yīng)地小。另外,同一粒度的磨粒在不同壽命期,粗糙度也不一樣。
砂帶基材的柔性對(duì)粗糙度也有影響。柔性越大的砂帶所達(dá)到粗糙度越低。用動(dòng)物膠黏劑的砂帶所加工的 Ra值比合成樹脂粘劑砂帶加工的小。砂帶接頭增厚和變硬也會(huì)使粗糙度增大。所以精細(xì)拋光時(shí)選用柔軟平整、厚度均勻的砂帶為好。
2)接觸輪的影響
圣疊砂帶,寬砂帶,鋯剛玉砂帶,碳化硅砂帶,堆積磨料砂帶,陶瓷磨料砂帶,棕剛玉砂帶
接觸輪的硬度(即邵氏硬度)與砂帶磨削的粗糙度成直線關(guān)系,接觸輪越硬,加工表面粗糙度越大;反之則越小。
一般來說,接觸輪直徑越大,加工時(shí)接觸面積越大,加工表面粗糙度越小。接觸輪表面是否開槽、開槽的角度及尺寸對(duì)粗糙度的影響是:光滑表面接觸輪比開槽表面接觸輪所加工的零件粗糙度更小,接觸輪的不平衡和圓度誤差會(huì)造成磨削時(shí)的振動(dòng),使加工表面粗糙度增大,故接觸輪的動(dòng)平衡和外圓修整是獲得低粗糙度加工表面的重要措施。
3)磨削液的影響
使用磨削液是改善砂帶磨削表面粗糙度的重要手段之一。粘度越大的潤滑油所獲得的表面粗糙度越低。含油類的磨削液比水溶液對(duì)粗糙度的降低更有利。在較低的砂帶速度時(shí),使用不同的磨削液表面粗糙度幾乎沒多大差別。然而當(dāng)砂帶速度提高時(shí),磨削液對(duì)表面粗糙度的影響就非常顯著了。食用油比其他合成液對(duì)改善粗糙度更有利。
4)磨削用量的影響
磨削用量不僅關(guān)系到砂帶的磨削效率,同時(shí)對(duì)加工表面粗糙度也有很大影響。選取適當(dāng)?shù)哪ハ饔昧浚粌H可以得到較低的表面粗糙度,而且還能獲得較高的磨削精度和較高的生產(chǎn)效率等綜合效果。磨削用量主要是指砂帶速度、工件速度、遲到深度、進(jìn)給速度等。
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隨砂帶速度的提高,單位時(shí)間內(nèi)進(jìn)入磨削區(qū)的磨粒數(shù)增多,單顆磨粒切削深度變小,金屬表面變形小,同時(shí)又縮短工件與磨粒的接觸時(shí)間,減少了金屬因磨粒耕犁形成的隆起高度以及熱塑性變形,因而粗糙度值隨之減少。
隨進(jìn)給量增大,系統(tǒng)振動(dòng)加大,表面曹劉面積也增加,從而導(dǎo)致加工表面粗糙度增大。當(dāng)進(jìn)給量達(dá)到一定程度時(shí),表面粗糙度隨進(jìn)給量的增加急劇增大,因而砂帶在精磨時(shí)必須采用較小的進(jìn)給量。
磨削深度對(duì)表面粗糙度的影響相對(duì)較小。隨著磨削深度增加,粗糙度略有增大。這是因?yàn)榇植诙戎蹬c磨削深度相比要小得多,但磨削深度增加會(huì)造成砂帶磨損加劇,磨削能力降低進(jìn)而引起系統(tǒng)震動(dòng),粗糙度增大。
工件速度的變化對(duì)粗糙度的影響也類似于磨削深度的影響。工件速度低時(shí),粗糙度值較小。
綜上所述,選擇砂帶磨削用量應(yīng)考慮磨削效率和表面質(zhì)量兩方面的要求。
5)其他影響
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磨削方式的不同也會(huì)影響表面粗糙度。順磨比逆磨的粗糙度值小,自由式磨削比接觸輪式磨削小。
砂帶磨粒的植砂密度對(duì)表面粗糙度也有影響,這與砂帶磨削速度的影響類似。相同粒度的密植型砂帶比疏植型砂帶磨削表面粗糙度小。
機(jī)床方面,整個(gè)磨削工藝系統(tǒng)的穩(wěn)定,磨頭會(huì)轉(zhuǎn)精度和動(dòng)平衡等因素都是砂帶磨削獲得較低粗糙度的先決條件。這是選擇和使用砂帶磨削必須首先考慮的問題。
此外,磨削過程中砂帶的橫向振動(dòng)對(duì)表面粗糙度也有較明顯的影響。隨著振動(dòng)頻率的增高,表面粗糙度降低。這是因?yàn)闄M向振動(dòng)使砂帶磨削時(shí)表面形成復(fù)雜而又不重復(fù)的磨削軌跡,即網(wǎng)狀紋路,有利于降低表面粗糙度。通常情況下加橫向振動(dòng)后可降低表面粗糙度 30%左右。
總之,單層磨粒砂帶不能通過修正而改變其切刃形狀和性能,而只能在相對(duì)較小范圍內(nèi)控制其加工表面粗糙度。所以選擇砂帶時(shí)應(yīng)根據(jù)工件加工前的原始表面粗糙度和最終要求的粗糙度,用不同的粒度的砂帶組合,逐級(jí)改善表面粗糙度。這是提高表面質(zhì)量又不影響加工效率的有效途徑之一,多磨頭砂帶磨床的砂帶配制就是按照這一原則進(jìn)行。