砂輪磨削力計(jì)算

1、磨削力、磨削功率與磨削溫度、磨削力和磨削功率一磨削力的主要特征與計(jì)算砂輪上單個磨粒的切削厚度固然很小，但是大量的磨粒同時對被磨金屬層進(jìn) 展擠壓、刻劃和滑擦，加之磨粒的工作角度又很不合理，因此總的磨削力很大。 為便于測量和計(jì)算，將總磨削力分解為三個相互垂直的分力F x （軸向磨削力）、F y （徑向磨削力）、 力有如下特征：F z （切向磨削力），如圖4-4所示，和切削力相比，磨削1. 徑向磨削力F y最大。這是因?yàn)槟チ５娜欣獯蠖家载?fù)前角工作，而且刃 棱鈍化后，形成小的棱面增大了與工件的實(shí)際接觸面積，從而使 F y增大。通 常 F y = 1.6 3.2 F z 。2. 軸向磨削力F x很小，一

2、般可以不必考慮。3. 磨削力隨不同的磨削階段而變化。在初磨階段，磨削力由小至大變化較大； 進(jìn)入穩(wěn)定階段，工藝系統(tǒng)的彈性變形達(dá)到一定程度， 此時磨削力較為穩(wěn)定；光磨 階段實(shí)際磨削深度近趨于零，此時磨削力漸小。磨削力的計(jì)算公式如下：碼=9列6他/.色®十嗎牛5B f v) iga式中Fz , Fy分別為切向和徑向磨削力N；v w , v分別為工件和砂輪的速度m/s；f r 徑向進(jìn)給量mm；B磨削寬度mm丨；a 假設(shè)磨粒為圓錐時的錐頂半角；C F 切除單位體積的切屑所需的能KJ/mm 2丨；卩一一工件和砂輪間的摩擦系數(shù)。磨削過程很復(fù)雜，影響磨削力的因素也很多，上述理論公式的準(zhǔn)確度不高。目前

3、一般采用實(shí)驗(yàn)方法來測定磨削力的大小。二磨削功率的計(jì)算磨削時，由于砂輪速度很高，功率消耗很大。主運(yùn)動所消耗的功率定義為磨Fs-V削功率。其計(jì)算公式如下：（kW） 4-7 式中F z砂輪的切向力N；v 砂輪的線速度mm/s。二、磨削溫度由于磨削的線速度很高，功率消耗較大，所以磨削溫度很高。這樣高的溫度 會直接影響工件的精度與外表質(zhì)量。因此，控制磨削溫度是提高工件外表質(zhì)量和 保證加工精度的重要途徑。二磨削溫度對工件外表質(zhì)量的影響磨削工件的外表質(zhì)量主要表現(xiàn)在外表粗糙度、外表燒傷、外表剩余應(yīng)力和裂 紋幾個方面，這里重點(diǎn)討論磨削燒傷問題。1 磨削燒傷的產(chǎn)生和實(shí)質(zhì) 磨削加工時，磨粒的切削、刻劃和滑擦作用，大

4、多 數(shù)磨粒的副前角切削以與高的磨削速度， 使得工件外表層有很高的溫度。因此對 已淬火的鋼件往往會使外表層的金相組織產(chǎn)生變化，從而使外表層的硬度下降， 嚴(yán)重的影響了零件的使用性能，同時外表呈現(xiàn)氧化膜顏色，這種現(xiàn)象稱為磨削燒 傷。所以磨削燒傷的實(shí)質(zhì)是材料外表層的金相組織發(fā)生變化。圖4-6所示為淬火高速鋼磨削后外表層硬度的變化情況。由此可以看出，磨削燒傷會破壞工件外 表層組織，嚴(yán)重的會出現(xiàn)裂紋，從而影響工件的耐磨性和使用壽命。2 磨削燒傷的表現(xiàn)形式磨削燒傷主要表現(xiàn)為以下三種形式:S4-6燒怪表面的硬曆變化1丨退火燒傷在磨削時，如工件外表層溫度超過相變溫度 A c3，如此 馬氏體轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體，如果此時

5、無冷卻液，如此外表層硬度急劇下降，工件外表 層被退火，故這種燒傷稱退火燒傷。工件干磨時常發(fā)生這種情況。2丨淬火燒傷磨削時，工件外表層溫度超過相變溫度 A c3，如果此時 冷卻充分，如此表層將急冷形成二次淬火馬氏體組織。 工件表層硬度較原來的回 火馬氏體高，但很薄，其下層因冷卻速度慢仍為硬度較低的回火索氏體和屈氏體。 這種情況稱為淬火燒傷。3丨回火燒傷磨削時，工件外表層溫度未超過相變溫度 Ac3，但超過 馬氏體的轉(zhuǎn)變溫度，這時工件表層的組織將轉(zhuǎn)變成硬度較低的回火屈氏體或索氏 體。這種情況稱為回火燒傷。3 影響磨削燒傷的工藝因素1磨削用量 影響最大的是砂輪的速度 v和徑向進(jìn)給量f r。當(dāng)v和 f r較小時，不易出現(xiàn)燒傷。2丨冷卻方法加大冷卻劑