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平面磨削工件表面波紋產生原因與預防
2012-12-31  來源:  作者:海軍蚌埠士官學校機械系 楊慶文

      1 引言

 

      利用平面磨床加工各種零件的平面時,尺寸公差可達IT5 -IT6 級,兩平面平行度誤差小于0.01mm,表面粗糙度一般可達Ra0.4~0.2,精密磨削可達Ra0.01~0.1。但是如果在磨削方法、砂輪、磨削用量的選擇等方面出現失誤,則加工質量將急劇下降,甚至出現廢品。其中工件表面波紋的出現將大大影響工件表面粗糙度和美觀程度,因此,在對工件進行平面磨削時如何預防和消除表面波紋,顯得極為重要。

 

      2 波紋類型及預防

 

      2.1 等距的直線波紋

 

      平面磨削時工件表面如出現圖1 所示等距離分布的直線波紋,表明存在著強迫振動,其振源主要來自砂輪或電動機的不平衡。因此,應檢查并調整磨頭電動機的轉子與定子間隙是否均勻。修整砂輪時,金剛石應安裝在工作臺面上,而不宜裝在砂輪架滑枕外端,見圖2,由于這種裝法砂輪修整時向前移出甚多,磨頭因自重而傾斜變形,造成砂輪母線與磨頭移動方向不平行,磨削時砂輪與工件接觸不良。砂輪振動又會使修整器同時振動,而影響砂輪的修圓效果。因此砂輪修整器應放在工作臺面上,且位于磨削工件的位置,這樣可通過修整來減小砂輪不平衡量的不良影響。

 

 

      2.2 單條波紋

 

      平面磨削時,如工件兩邊出現單條波紋或一邊出現單條波紋(見圖3),說明工作臺換向時產生沖擊,而使磨床的立柱搖晃。當工作臺換向后,工件再次進入磨削,此時立柱正在晃動,因而工件的兩邊或一邊出現單條波紋的缺陷。故應調整工作臺換向撞塊的位置,使之適當,調整工作臺換向節流閥螺釘,減小工作臺換向沖擊。

 

 

      2.3 菱形波紋

 

      磨削平面時如出現菱形波紋,說明砂輪與工件有振動(見圖4)。由于砂輪每分鐘轉數與工作臺每分鐘行程次數之比,多數情況下不是整數,因此出現菱形波紋比出現等距分布的直形波紋的機會要多。故應提高磨頭系統剛度,適當減小垂直進給量。

 

      2.4 表面拉毛

 

   

      平面磨削時,工件表面可能留下磨屑,或砂輪罩殼上落下的磨屑、砂粒落入工件、砂輪之間一同運動,而產生拉毛劃傷(見圖5)。改進冷卻液噴嘴,經常清理砂輪罩殼等,可以防止表面劃傷(見圖6)。此外,為了有效防止拉毛,平面緩進給精磨時不宜采用逆磨(見圖7),如采用逆磨,磨削液不易進入磨削區,脫落的磨粒會擦傷已加工表面,故精磨時應采用順磨,其冷卻條件好,可順利地把磨削液帶入磨削區,當有磨粒脫落時,只會落在已加工表面上,被磨削液沖走,不會劃傷已加工表面,而獲得較低的表面粗糙度。

 

      另外,磨削時為了能使磨削液不分流而進入磨削區,以防止工件燒傷,應在易燒傷端緊靠零件處裝一導流板進行導流。順磨時由于有待加工面可以導流,開始磨削時磨削區有充分的磨削液,當工件磨至末端時磨削液開始分流,致使磨削區內磨削液不足而出現燒傷拉毛,故順磨時導流板應裝在工件末端。而逆磨時導流板應裝在工件的始端,以防止工件燒傷拉毛,如圖8

 

 

      3 砂輪的改進

 

      采用厚度方向開槽的碳化硅砂輪磨削平面工件時,工件受到的是間斷磨削力,磨削質量好,能有效地防止表面燒傷和波紋的產生。圖9 為平形砂輪的開槽形式:

   

 

      1)溝槽的配置方式采用90°內不等分,圓周上槽數一般為12~24

 

      2)在圓周上制成斜槽,斜角為25°~35°。方向為右旋;

 

      3)溝槽在圓周上對稱分布,溝槽寬度、深度一致。為了更好地減少工件與砂輪的接觸面積,改善冷卻與排屑條件,還可以選用如圖10 所示的鑲塊砂輪。

 

 

      4 結語

 

      平面磨削時表面波紋的出現原因是多方面的,加工時應根據波紋的形狀判別波紋形成的原因,然后再采取相應的改進措施以預防之。

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