關(guān)于磨具硬度,有兩種說法:一是磨具硬度是指結(jié)合劑在外力作用下,抵抗磨粒從磨具表面脫離的抵抗力,或稱為磨粒從磨具表面脫離的難易程度;二是磨具的硬度是指結(jié)合劑和磨粒在工作中由于抵抗外力面從砂輪表面上破裂時(shí)的綜合強(qiáng)度
選擇砂輪的核心——看你對硬度了解多少?
磨具硬度反應(yīng)的是結(jié)合劑把持磨粒的能力,而非磨力本身的硬度,所以在選擇磨具硬度時(shí),基本的原則是:保證磨具在磨削過程中有適當(dāng)?shù)淖凿J性,避免磨具過大的磨損;保證磨削時(shí)不產(chǎn)生過高的磨削溫度。
前已述及,磨具硬度的高低與結(jié)合劑數(shù)量的多少有關(guān),磨具的硬度越高,結(jié)合劑數(shù)量就要多,結(jié)合劑橋越粗壯,結(jié)合劑對磨料的把持力越大,使磨粒能承受較大的磨削力而不破碎或脫落。反之,磨具硬度低時(shí),則結(jié)合劑對磨粒的把持力小,磨粒容易碎裂或脫落。因此,如果磨具的硬度選得過高,不僅使磨鈍的磨粒不易破碎或脫落而失去切削能力,而且也增加了磨具與工件之間的摩擦力,工件表面容易發(fā)熱而出現(xiàn)燒傷。為了及時(shí)除去磨鈍的磨粒,就必須頻繁地修整磨具,造成磨具的大量磨耗。如果磨具的硬度選得國軟,則磨粒還在鋒銳的時(shí)候就會(huì)脫落,從而造成不必要的磨損。同時(shí),磨具磨損太快,其工作表面磨損極不均勻,還會(huì)影響工件的加工精度。
綜上所述,只有正確選擇磨具的硬度,才能保持其正常的磨削狀態(tài),滿足加工的需要。特別是刃磨魔偶寫工具時(shí),磨具硬度即使偏差一小級,都會(huì)影響刃磨質(zhì)量,可見磨具硬度的影響是十分重要的。
選擇磨具硬度時(shí),基本的方法是:工件的硬度高,磨具的硬度就要低;工件硬度低,磨具的硬度就要高。因?yàn)楣ぜ捕容^低時(shí),磨具上的磨粒切入工件所承受的壓力就相應(yīng)較小,磨粒不易磨鈍,為使磨粒不會(huì)在磨鈍前就產(chǎn)生破碎或脫落,故選用硬度高一些的磨具比較合適;反之,工件硬度高時(shí),磨粒切入工件所承受的壓力相應(yīng)較大而變鈍,選用硬度較軟的磨具可及時(shí)產(chǎn)生自銳,保持磨具的磨削性能。但是工件材料更軟而且韌性又大時(shí)(如軟青銅、黃銅等,由于切下的金屬切削容易堵塞磨具,所以應(yīng)選用粒度較粗的硬度較軟的磨具來加工為宜。
磨具的硬度也是影響磨削區(qū)域溫度高低的重要因素。磨削熱導(dǎo)率低的工件(如合金鋼時(shí)),由于工件表面溫度相對較高,因此往往容易產(chǎn)生燒傷、裂紋,此時(shí)就應(yīng)選擇硬度較低、組織較松的砂輪,同時(shí)還要加強(qiáng)冷卻,這樣才能有效避免工件的燒傷。同樣,磨削薄形工件時(shí),也需采用組織較松、硬度較低的砂輪。當(dāng)磨削薄壁空心工件的外圓時(shí),砂輪的硬度較之磨實(shí)心工件時(shí)低些,這也是為了防止磨削溫度升高而引起工件變形之故。
選擇磨具硬度時(shí),一般還要考慮以下情況:
1、磨具與工件接觸面積大時(shí),磨具的硬度應(yīng)選的低一些,以免工件發(fā)熱過高而影響磨削質(zhì)量。例如,立軸平磨所用的磨具硬度較低;平磨磨削和內(nèi)軟磨削所用的砂輪硬度比外圓磨削用的砂輪硬度低。但在磨細(xì)而長的內(nèi)孔時(shí),由于砂輪速度低,砂輪容易磨損而使工件產(chǎn)生錐度(喇叭口),因而砂輪的硬度又要比一般內(nèi)圓磨時(shí)高些。同樣,磨小孔徑的工件可采用較硬的的砂輪,磨大孔徑的工件則應(yīng)采用較軟的砂輪。
2、磨斷續(xù)的表面和鑄件打毛刺時(shí),應(yīng)該選用硬級或超硬級的砂輪;重負(fù)荷磨鋼坯時(shí),也應(yīng)選硬級或超硬級的砂輪,以免砂輪磨損太快。
3、修整用的代金剛石磨具(砂輪或油石),由于修整時(shí)的壓力較大,需要較高的硬度,因此常采用超硬級的磨具。
4、重型磨床和剛性較好的磨床,由于它們在磨削時(shí)的振動(dòng)較小,磨粒不容易被破壞,因此可用硬度較低的砂輪。
5、外圓切入磨削時(shí),為避免工件燒傷,砂輪硬度應(yīng)比軸向進(jìn)給時(shí)低些。
6、自動(dòng)走刀的磨床可以比手動(dòng)走刀的磨床用較軟的砂輪。
7、加工表面要求粗糙度值越小,工件尺寸要求越精準(zhǔn)時(shí),應(yīng)選擇硬度較低的砂輪,以避免磨削發(fā)熱過多,工件表層組織變壞。例如,用超軟級鏡面磨削樹脂結(jié)合劑砂輪,可以磨出粗糙度Rz為0.05μm的表面,但是,對于一般精磨用砂輪,硬度又要高些,否則會(huì)由于砂輪工作表面產(chǎn)生不均勻磨損而影響工件的加工精度。
8、工件表面出現(xiàn)的劃痕,常與磨具硬度選擇不當(dāng)有關(guān)。當(dāng)磨具硬度太低時(shí),磨粒容易脫落,于是由于擠壓或摩擦的作用,脫落的磨粒會(huì)劃傷工件表面,因而此時(shí)要適當(dāng)提高磨具的硬度。
9、干磨時(shí)工件容易發(fā)熱,應(yīng)比濕磨時(shí)選用軟1~2小級的砂輪。
10、生產(chǎn)效率要求較高時(shí),可以選用軟一些的砂輪,以利于砂輪的自銳,減少修整次數(shù)。但砂輪的磨損會(huì)相應(yīng)的增加,因而在技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)上要進(jìn)行全面的分析比較。
11、高速磨削時(shí),當(dāng)進(jìn)給速度不變,則磨粒切下的切屑變薄,磨粒承受的切削力相應(yīng)減小,砂輪的磨損也就慢些,此時(shí)為了改善砂輪的自銳情況,其硬度就要比普磨磨削時(shí)軟1~2小級,這是高速精磨時(shí)的情況。同樣,對于一些不平衡的工件(如曲軸等),由于磨削時(shí)的工件速度不能太高,因此砂輪的硬度也要選得低一些,以免燒傷工件。以提高切削效率為主要目的的高速磨削,切入進(jìn)給量要加大,此時(shí)磨粒上承受的磨削力增加。為了保證磨粒不過早脫落,砂輪的硬度就應(yīng)比普通磨削時(shí)高1~2小級。
12、磨鋼球(滾珠)時(shí),應(yīng)選超硬級的砂輪;一般切斷工件,砂輪的硬度應(yīng)選中至中硬級。
13、刃磨硬質(zhì)合金和高速鋼刀具時(shí),應(yīng)選擇J~G硬度的砂輪。
14、成形磨削時(shí),為了保持工件的正確幾何形狀,砂輪的磨損不應(yīng)太大,因此砂輪的硬度應(yīng)高一些。