1、什么是高速磨削?與普通磨削相比,高速磨削有哪些特點(diǎn)?
答:高速磨削是通過提高砂輪線速度來達(dá)到提高磨削效率和磨削質(zhì)量的工藝方法。它與普通磨削的區(qū)別在于很高的磨削速度和進(jìn)給速度,而高速磨削的定義隨時(shí)間的不同在不斷推進(jìn),60年代以前,磨削速度在50m/s時(shí)即被稱為高速磨削,而90年代磨削速度最高已達(dá)500m/s,在實(shí)際應(yīng)用中,磨削速度在100m/s以上即被稱為高速磨削。
高速磨削與普通磨削相比,它有以下特點(diǎn):
(1)在保持其它全部參數(shù)恒定情況下,只增加砂輪速度,將導(dǎo)致切削厚度減小,相應(yīng)也減小作用于每一磨粒上的切削力。
(2)若相應(yīng)于砂輪速度成正比增加工件速度,切削厚度可保持不變。在這種情況下,作用于每一磨粒上的切削力,以及磨削合力不改變。這樣最大的優(yōu)點(diǎn)是,在磨削力不變的情況下,材料去除率成比例增加。
2、試簡(jiǎn)述高速磨削對(duì)砂輪和機(jī)床的要求。
答:高速磨削砂輪必須滿足下列要求:
(1)砂輪的機(jī)械強(qiáng)度必須能承受高速磨削時(shí)的切削力;
?。?)高速磨削時(shí)的安全可靠性;
(3)外觀鋒利;
?。?)結(jié)合劑必須具有很高的耐磨性以減少砂輪的磨損。
高速磨削對(duì)機(jī)床的要求:
(1)高速主軸及其軸承:高速主軸的軸承一般采用角接觸滾珠軸承。為了降低主軸發(fā)熱,提高主軸的最高轉(zhuǎn)速,新一代的高速電動(dòng)主軸絕大多數(shù)均采用油氣潤滑。
?。?)高速磨床除具有普通磨床的功能外,還需滿足以下特殊要求:高動(dòng)態(tài)精度、高阻尼、高抗振性和熱穩(wěn)定性;高度自動(dòng)化和可靠的磨削過程。
(3)砂輪速度提高以后,其動(dòng)能也隨之增加,如果發(fā)生砂輪破裂,顯然會(huì)給人身和設(shè)備造成比普通磨削時(shí)更大的傷害,為此除要提高砂輪本身的強(qiáng)度以外,設(shè)計(jì)專門用于高速磨削的砂輪防護(hù)罩是保證安全的重要措施。
3、高速磨削中砂輪精密修整技術(shù)有哪些?
答:目前應(yīng)用較為成熟的砂輪修整技術(shù)有:
?。?)ELID在線電解修整技術(shù);
(2)電火花砂輪修整技術(shù);
?。?)杯形砂輪修整技術(shù);
?。?)電解—機(jī)械復(fù)合整形技術(shù)
4、什么是精密磨削?試簡(jiǎn)述普通砂輪精密磨削中砂輪的選擇原則。
答:精密磨削是指在精密磨床上,選擇細(xì)粒度砂輪,并通過對(duì)砂輪的精細(xì)修整,使磨粒具有微刃性和等高性,磨削后,使被磨削表面所留下的磨削痕跡極其微細(xì)、殘留高度極小,再加上無火花磨削階段的作用,獲得加工精度為1~0.1mm和表面粗糙度Ra為0.2~0.025mm的表面磨削方法。
普通砂輪精密磨削中砂輪的選擇原則:
?。?)砂輪磨料精密磨削時(shí)所用砂輪的磨料以易于產(chǎn)生和保持微刃及其等高性為原則。
?。?)砂輪粒度?單從幾何因素考慮,砂輪粒度越細(xì),磨削的表面粗糙度值越小。但磨粒太細(xì)時(shí),不僅砂輪易被磨屑堵塞,若導(dǎo)熱情況不好,反而會(huì)在加工表面產(chǎn)生燒傷等現(xiàn)象,使表面粗糙度值增大,因此,砂輪粒度常取46#~60#。
?。?)砂輪結(jié)合劑?砂輪結(jié)合劑有樹脂類、金屬類、陶瓷類等,以樹脂類應(yīng)用為廣。對(duì)粗粒度砂輪,可用陶瓷結(jié)合劑。金屬類、陶瓷類結(jié)合劑是目前精密磨削領(lǐng)域中研究的重要方面。
5、超硬磨料砂輪精密磨削的特點(diǎn)是什么?其磨削用量如何選擇?
答:超硬磨料砂輪磨削的主要特點(diǎn)為:
?。?)可用來加工各種高硬度、高脆性金屬和非金屬材料。
(2)磨削能力強(qiáng),耐磨性好,耐用度高,可較長(zhǎng)時(shí)間保持磨削性能,修整次數(shù)少,易于保持粒度;易于控制加工尺寸及實(shí)現(xiàn)加工自動(dòng)化。
?。?)磨削力小,磨削溫度低,從而可減少內(nèi)應(yīng)力,無燒傷、裂紋等缺陷,加工表面質(zhì)量好。金剛石砂輪磨削硬質(zhì)合金時(shí),其磨削力只有綠色碳化硅的1/4~1/5。
?。?)磨削效率高。在加工硬質(zhì)合金及非金屬硬脆材料時(shí),金剛石砂輪的金屬去除率優(yōu)于立方氮化硼砂輪;但在加工耐熱鋼、鈦合金、模具鋼等材料時(shí),立方氮化硼砂輪遠(yuǎn)高于金剛石砂輪
?。?)加工成本低。金剛石砂輪和立方氮化硼砂輪比較昂貴,但其壽命長(zhǎng),加工效率高,所以綜合成本低。
超硬磨料砂輪磨削用量選擇:
?。?)磨削速度非金屬結(jié)合劑金剛石砂輪的磨削速度一般為12~30m/s。立方氮化硼砂輪的磨削速度可比金剛石砂輪高得多,可選45~60m/s,主要由于立方氮化硼磨料的熱穩(wěn)定性較好。
(2)磨削深度一般為0.001~0.01mm,可根據(jù)磨削方式、磨粒粒度、結(jié)合劑和冷卻狀況等具體情況選擇。
(3)工件速度一般為10~20m/min。
?。?)縱向進(jìn)給速度?一般為0.45~1.5m/min。
6、什么是超精密磨削?試簡(jiǎn)述其機(jī)理、特點(diǎn)及應(yīng)用。
答:超精密磨削是指加工精度達(dá)到0.1mm以下、表面粗糙度低于Ra0.025mm的砂輪磨削方法,是一種亞微米級(jí)的加工方法,并正向納米級(jí)發(fā)展,適宜于對(duì)鋼、鐵材料及陶瓷、玻璃等硬脆材料的加工。
超精密磨削機(jī)理:
(1)磨粒可以看作具有彈性支承的和大負(fù)前角切削刃的彈性體,彈性支承為結(jié)合劑,磨粒雖有相當(dāng)硬度,本身受力變形極小,實(shí)際上仍屬于彈性體。
?。?)磨粒切削刃的切入深度由零開始逐漸增加,到達(dá)最大值后又逐漸減小到零。
?。?)整個(gè)磨粒與工件的接觸過程依次為彈性區(qū)、塑性區(qū)、切削區(qū)、塑性區(qū)和彈性區(qū)。
?。?)超精密磨削中,微切削作用、塑性流動(dòng)、彈性破壞作用和滑擦作用依切削條件的變化而順序出現(xiàn)。當(dāng)?shù)度袖h利,且有一定磨削深度時(shí),微切削作用較強(qiáng);如果刀刃不夠鋒利,或磨削深度太淺,則會(huì)產(chǎn)生塑性流動(dòng)、彈性破壞和滑擦。
超精密磨削的特點(diǎn):
?。?)超精密磨削是一個(gè)系統(tǒng)工程。
?。?)超硬磨料砂輪是超精密磨削的主要工具。
?。?)超精密磨削是一種超微量切除加工。
超精密磨削的應(yīng)用:
(1)磨削鋼鐵及其合金等金屬材料特別是經(jīng)過淬火等處理的淬硬鋼。
?。?)可用于磨削非金屬的硬脆材料?例如陶瓷、玻璃、石英、半導(dǎo)體材料、石材等。
(3)目前主要有外圓磨床、平面磨床、內(nèi)圓磨床、坐標(biāo)磨床等超精密磨床,用于超精磨削外圓、平面、孔和孔系。
(4)超精密磨削和超精密游離磨料加工是相輔相成的。