砂轮寿命、表面形貌、磨损及修整.ppt

砂轮寿命、表面形貌、磨损及修整一、砂轮寿命砂轮寿命的判据砂轮寿命终结的形式⑵砂轮堵塞型
磨削加工时，砂轮表面附着大量切屑，称为砂轮堵塞。分两类：一种为侵入型堵塞，即切屑钻入砂轮表面的空隙中，在磨削钢材时容易出现这种形式的堵塞。一种为粘附型堵塞，切屑熔结在磨粒和结合剂表面上，把磨粒切刃覆盖。在磨削非铁金属如钛合金、铜合金、镁合金等延展性好熔点低的材料时会发生这种粘附型堵塞。当砂轮堵塞到一定程度后，其切削能力明显下降，容易出现明显的振动和噪声甚至发生烧伤现象。
砂轮堵塞形式和程度主要和工件材料的机械性能、砂轮特性、磨削用量和切削液类型及供液方式有关。⑶脱落型
脱落易发生在砂轮硬度过软的场合，即当砂轮硬度过低或磨削条件过重的时候，自锐效应非常强烈，使砂轮失去正常的几何形状，从而使砂轮不能正常工作。此时砂轮仍能继续工作，但砂轮表面的几何精度和粗糙度已丧失，因此必须恢复砂轮表面的正确形态。二、砂轮表面形貌砂轮表面形貌评价②静态有效磨粒数
砂轮切入深度从零逐渐增大时，砂轮静态有效磨粒数逐渐增加，当增大到一定程度后，其增加趋势逐渐变缓。砂轮表面形貌评价三、砂轮磨损⑵磨损的原因
①磨耗磨损工件中高硬度的质点会使磨粒发生机械磨损。某些难磨材料磨削时，这种磨粒磨损的现象非常严重。
②氧化磨损空气中的氧化对磨削起促进作用。在真空中进行的磨削实验，发现刚玉砂轮磨削低碳钢时比在空气中困难得多。这是由于空气的对流使磨削温度降低且空气中的氧使工件新生成的表面迅速氧化，形成一层氧化膜，减少了磨屑黏着的可能性，对于某些磨料，表面会在高温下发生氧化作用，使其逐渐消耗，这种情况为氧化磨损。③扩散磨损磨粒与被磨材料在磨削高温下接触时，元素互相扩散，造成磨粒表层弱化而产生磨损。两紧密接触的金属材料，在高温高压下，经过一定时间，在其接触表面处就会出现扩散现象且扩散是相互的。
④塑性磨损在磨削高温作用下，磨粒也会因塑性而变形。塑性磨损取决于工件材料的热硬度。磨削时，磨粒接触区的温度较高，接近材料的熔点，若切削层在剪切面上的热硬度大于磨粒接触区的热硬度，则磨粒接触区将产生较大的塑性变形而磨损。⑤热应力破碎磨损
在磨削过程中，磨粒的工作表面在万分之几秒的时间内升到1000~2000℃高温，又在磨削液作用下激冷。这种冷热循环的频率与砂轮转速相同。磨粒表面在交变的热和力的作用下形成很大的热应力，使磨粒表面疲劳开裂甚至破碎。热应力破碎主要取决于磨粒的热导率大小及磨削冷却液性能好坏等。如热导率越小，磨粒表面到内部的温度梯度越大，热应力越大，会使磨粒受到冲击而开裂破碎。㈡砂轮磨损的特征
随着被磨材料磨除体积的增加，砂轮的磨损逐渐增大；对砂轮的磨损与金属材料磨除体积之间的关系，以以往大量研究表明规律如图初期磨损阶段：砂轮磨损主要是磨粒的破损和整体脱落。砂轮刚刚修整过，砂轮工作表明上的磨粒受修整工具的冲击而产生裂纹，甚至整个磨粒都已松动。在磨削力作用下，产生裂纹的磨粒会出现大块碎裂，松动的磨粒会整体脱落。
正常磨损阶段：受力作用还有一些磨粒破碎，主要的是磨粒经受长时间磨削而使磨粒切刃钝化，即磨耗磨损。
急剧磨损阶段：由于磨粒进一步钝化，作用在磨粒上的力急剧增大，导致磨粒产生大块碎裂、结合剂破碎以及整个磨粒脱落。此时砂轮不能正常工作，一般砂轮在到达该阶段之前就需要重新修整。①磨耗磨损的特征
磨耗磨损以砂轮表面上单位面积的磨粒磨损面积表示，即用磨损面积率a%度量。随着磨削行程次数的增多，单位砂轮面积的磨粒磨损平面面积逐渐增大。砂轮越硬，磨粒磨损平面面积率越高。②破碎磨损特征
砂轮的破碎磨损可以认为是磨粒破碎及结合剂破碎之和。产生破碎磨损时，磨耗磨损是微不足道的。结合剂破碎占总磨损量的百分比称为结合剂破碎百分数，与砂轮硬度等级关系如图。硬砂轮的磨粒脱落较难，磨粒脱落前已破碎，故硬砂轮磨粒破碎所占比例增多。虽然磨耗磨损所占比例很小，但它直接影响磨削力，影响工件烧伤和磨削振动，进而影响砂轮的破碎磨损。③黏附磨损的特征
磨削钛合金和不锈钢等难磨材料时，砂轮会发生黏附磨损，砂轮的黏附分为小面积和大面积黏附。黏附造成砂轮磨损的一个原因是磨粒随着黏附团一起脱落。另一个原因是随着黏附团的脱落，砂轮在黏附团附近的磨粒受到损伤，这些损伤的磨粒比较容易脱落，其脱落取决于每颗磨粒磨削力的大小。砂轮磨损的检测①滚动复印法②触针法圆锥形触针可获得砂轮某一剖面内磨削前后的实际轮廓。记录的部分廓形可能是由磨粒侧面描划出来的虽有凸峰形貌但并非真实磨粒切刃，故获得的单位长度上的切刃数大于实际切刃数。刀口形触针可获得刀口宽度范围内的综合廓形。刀口形触针与高刃接触，所检测的磨粒切刃密度将小于实际密度。③光截法④光电自动测量法⑤激光功率谱方法⑥电镜观察法⑦光反射法⑧声发射监测法四、砂轮修整㈠普通磨料砂轮的修整砂轮修整工具很多，按几何形