不锈钢磨削加工分析论文

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1前言

不锈钢零件为达到表面质量和加工精度要求，通常采用磨削加工方法。由于不锈钢韧性大、导热系数小、弹性模量小，故在磨削加工中常存在如下问题：

1)砂轮易粘附堵塞；2)加工表面易烧伤；

3)加工硬化现象严重；4)工件易变形。

不难看出，砂轮和磨削液的选择直接影响磨削效率和加工精度。本文对影响粘附堵塞和表面粗糙度的因素进行实验研究。

2实验条件和方法

试件材料选用1Gr18Ni9Ti,其机械性能：σb=530MPa、σ=40%、硬度HB=187.试件尺寸直径φ50mm、长300mm、φ50外圆表面精车，两端面打中心孔。实验在MGB1420外圆磨床上进行，砂轮为P400×40×203,磨削方式为外圆纵向磨削，为提高试验结果的可靠性，进行重复试验，观察平均效应，消除随机因素的影响，同时尽量保持磨削条件基本不变，通过改变砂轮的粒度、硬度、磨料，更换磨削液、磨削用量来考查对磨削效果的影响。

3实验结果分析

3.1砂轮的粒度对粘附率的影响

选用的白刚玉、硬度K、粒度分别为36、46、60、80号的四个砂轮，对试件进行外圆纵向磨削，磨削长度为600mm,检测粘附率，结果如表1所示：

表1粘附率%

<DIValign=center>磨削深度/mm0.010.020.030.04砂轮粒度36103222334642444345604365--808985--</DIV>

从表1中可以看出，砂轮越细，粘附越严重，这是由于磨粒之间存在着空洞，磨削时切屑可存于空洞中；而砂轮越细，空洞越小，砂轮很快失去容屑空间，造成堵塞。

3.2砂轮硬度对粘附率的影响

选用磨料为白刚玉、粒度46,硬度分别为H、J、K、L级的砂轮，对试件进行磨削，磨削行程600mm,检测粘附率。结果如表2所示:

表2

<DIValign=center>磨削深度/mm0.010.020.030.04砂轮粒度H18171616J22212021K36363838L42444345</DIV>

从表2中可以看出，砂轮硬度越高，粘附越严重。这是由于硬度低的砂轮，磨粒在磨削力作用下，易于从砂轮表面脱落，形成新的容屑空间，不易堵塞。

3.3磨料对粘附率的影响

常用砂轮磨料有白刚玉和绿碳化硅两种，实验表明，两种磨料对粘附率的影响，差别不大，绿碳化硅可稍减轻粘附现象，原因是性脆而锋利。

3.4磨削液对表面粗糙度的影响

分别使用乳化液三种，无机盐磨削液和油基磨削液，加入硫、氯等极压添加剂，观察加工后工件的表面粗糙度，磨削液的流量为20L/min、磨削行程为600mm,实验结果如表3所示。

表3

<DIValign=center>磨削液表面张力/×10-3N。/m-1极压添加剂表面粗糙度Ra/μm乳化液36.8Cl2.8%7.239.8S2.8%13.457.9011无机盐磨削液38.7S1.0%16.1油基磨削液32.3Cl0.814.2</DIV>

由表3可以看出，表面张力小，含有极压添加剂，磨削获得的表面质量好。合理使用磨削液，能改善散热条件，磨削液能将磨削屑和脱落的磨粒冲掉，同时在金属表面形成油膜，起润滑作用，降低工件表面粗糙度。

3.5磨削用量对粘附率的影响

工件转速、进给量及磨削深度对加工影响不大，从表1、2也可以看出，磨削深度的改变，对粘附率影响很小。

4结论

1)磨削不锈钢时，减小砂轮的粘附阻塞是提高磨削效率的重要因素，加工中要经常修整砂轮，保持切削刃的锋利。

2)磨削不锈钢的砂轮选用自锐性好的砂轮是主要目标，一般选用硬度低的砂轮效果好，但也不能选择硬度太低，否则磨粒未磨钝就脱落。推荐选用J级。

3)为减小磨削时砂轮的粘附阻塞，应选用粗粒度的砂轮。粗磨时用36、46号粒度，精磨时选用60号粒度。

4)磨削不锈钢时，采用GC砂轮可提高磨削效率。

5）磨削液选用必须兼顾润滑和清洗两种作用，供给充足，可选用表面张力小，含极压添加剂的乳化液，可获得高的表面质量。

6)磨削用量的选择可根据加工余量确定。

7)实验过程中发现，砂轮的组织和结合剂对不锈钢的磨削过程有一定的影响，目前受实验手段限制，有待进一步研究。