内圆磨削加工（转载）

wangyonghui

内圆磨削加工

内圆磨削与外圆和表面磨削是完全不同的。由于孔内加工的砂轮的外形，加工车间必须特别注意砂轮和工件的接触面积，更要注意砂轮与工件之间的关系——砂轮速度，工件速度，砂轮轴的刚性和其他操作因素。   _2 W3 J  b4 F5 m' t3 K0 I    大多数的车间都以为对一个特定的工件来说，选择正确的内圆磨削砂轮只与要磨削的材料有关。然而在很多情况下，这是错误的，Saint-Gobain Abrasives的一位应用工程师Bill Bednarski说。     试想一家车间使用32A氧化铝砂轮(一种非常锋利的单晶体磨粒)来磨削硬质工具钢，然后用同样规格的砂轮来进行内部磨削操作。就会看到震颤和磨削过热的现象。另外为了保证砂轮正常的工作，操作员在加工一个零件时就必须对砂轮做好几次修整。另一方面，如果车间使用25A砂轮(更加易碎的磨粒等级J级，软两级)来进行内圆磨削就会消除震颤和磨削过热，砂轮修整次数也减少到一个零件一次。 1 ~& N$ v4 K# V7 A5 z2 T2 A" V     但Bednarski说在为内圆磨削选择磨粒和等级时，除了要磨削材料及其硬度外，还有其他几项因素是车间必须考虑的，磨削去除量，磨削精度和表面光洁度，接触面积，砂轮尺寸，工件速度，砂轮速度和操作因素以及磨削系统的刚性。   l* H: q# M! z3 e6 V  I工件的材料 $ W3 e$ t' O  g9 M- u% Y  ~" k# m* F     工件材料的硬度等级和应力裂纹主要影响了磨粒的选择，尺寸和砂轮的等级。硬质材料会抵抗磨粒的渗入而使砂轮很快变钝。因此，更加坚硬的工件材料，更多的操作者会选择更软等级的易碎磨粒砂轮。软等级砂轮的磨料磨粒边钝后会掉下来，暴露出新的磨削颗粒。 , n9 ^% }4 C3 ~+ u% Z' v) j' w , s) A8 i  R. J5 F: S& Y% E下面是几种给定材料的磨料选择 . A1 m7 H5 x" F5 t ! E8 ?9 c, n6 ]    氧化铝或CBN磨料砂轮用于高抗拉强度材料，例如碳钢，合金钢和高速钢。     碳化硅或金刚石磨料砂轮用于低抗拉强度的材料，例如铸铁，软青铜和铝，以及硬质合金。 % P% I& q# Z$ L/ u# N     金刚石砂轮用于非金属材料，例如高密度陶瓷，碳化硼，碳化钙和硼硅酸玻璃。 按照断裂特性可以分为三种碳化铝磨料： . J9 }+ v# N6 V/ _1 m     深色、耐用氧化铝(57A)和单晶体氧化铝(32A)用于钢制零件的一般内部磨削。 5 [& w; V" I, C; D/ S& g    白色、易碎氧化铝(38A)非常适合特硬钢的干磨削或轻磨削，因为它的冷却和自修整作用。(当磨削压力增大后易碎磨料会断裂，暴露出锋利的切边)     粉色氧化铝(25A)磨削特性与38A很相似并且显示出很好的外形保持特性。     另外，53A是黑色氧化铝和白色氧化铝的混合，其特性界于57A 和38A之间。 2 v( o$ a% d, D+ \& e + m. S" M; |$ T磨削量，磨削精度和表面光洁度 5 i, h1 s3 K7 X    按常规，粗糙的磨粒用于高磨削率，因为这样的砂轮通常允许大的磨削量。但是，如果工件材料是硬制钢或一些其他很难渗入的合金，则应该使用略微精细的磨料，由于与工件有更多的磨削点，砂轮会更加快速的进行磨削。 - K: l' ?( n6 O8 d. t& P8 [     为保持尺寸精度，非磨削砂轮是很重要的。非磨削砂轮有相当小的压力，并且在精密加工时是非常重要的影响因素。例如，一个内圆需要0.005英寸到0.008 英寸的圆角半径，砂轮磨料尺寸应当为100到150。在光洁度操作中，通常是更好的光洁度需要更加精细的磨料尺寸和冷却磨削砂轮。冷却磨削可以使磨削热产生的变形减小到最少，并且可以快速和一致的生产精密零件。 接触面积      与外圆磨削相比，内圆磨削具有更加大的接触面积。尤其在小孔磨削时，因此需要使用比孔略小的砂轮。与工件的接触面大必须使用相对软等级的砂轮，并具有开式结构以提供充足的磨屑清理空间。 2 P$ N# G: e; [( ^      关于砂轮的尺寸，过大的砂轮会有低压力和变钝的问题。过大尺寸的砂轮还会阻止冷却液，导致磨削区域非常低的磨屑去除。相反，一个砂轮如果太小就不能有效率的工作，因为没有足够大的磨削面积，并且由于工作在过大压力下会过度磨损。通常，当砂轮的尺寸磨损至原有尺寸的70%时就需要更换他们了。 工件和砂轮的转速以及操作因素 2 O6 t0 n, N1 ^' `! |% G! `      工件相对砂轮旋转越快，更大的力会加在砂轮上，两者中软的一者会起作用。相反，当砂轮尺寸增加时，施加在砂轮的力会减小，相对硬的砂轮的起作用。对Bednarski来说，典型的砂轮速度大约在8,500 sfpm,但可分布于4,500 到 12,500 sfpm。 : Y2 [( r" j9 W0 ~, V 砂轮转速因素 # g: L5 Q& L9 ^6 `: x     如果可以的话，保持正确的圆周速度并使用不变的表面速度。 & I  K0 N( y/ Q) K     sfpm = 砂轮 rpm ×砂轮×0.2618 8 u+ b% C3 ~; s0 }! ?7 C      小的砂轮转速会起到“软作用”，而快的砂轮速度会起到“硬作用” ! |; K, J0 V! ]- }1 \8 z " ~2 H& B5 B8 ~% Q5 F/ M8 I     工件速度的经验法则 7 F+ S) {4 j0 }9 C; N     工件速度与砂轮速度的比率应当在25:1和65:1之间。 7 o) L7 x* s) G      对于材料硬度为Rc50或者更小：sfpm砂轮= sfpm工件÷ 30。 4 I2 T  P- {, c! A1 x" v$ V      对于材料硬度为Rc51或者更大：sfpm砂轮= sfpm工件 ÷ 55。 7 m2 b. b7 S. p* X+ [$ I3 B操作因素      对硬度为Rc50或更软的材料来说，横进给率起点为：粗切率使用0.00015 英寸到0.00010英寸的每工件砂轮旋转的去除率。光洁切除率采用0.00005 英寸到0.00003英寸。      对硬度为Rc51或更高的材料来说，横进给率起点为：粗切率使用0.00010 英寸到0.00005英寸的每工件砂轮旋转的去除率。光洁切除率采用0.00005 英寸到0.00003英寸。      震荡率通常为75ipm到125ipm。起点，使用0.2×砂轮宽度× rpm工件 5 f6 X8 z8 a% C磨削系统刚性 ; F2 |$ d% a" X* e& d     成功的磨削系统需要刚性，选择合适的砂轮轴或主轴是非常必要的。要确定正确的砂轮轴，加工车间必须考虑砂轮磨损。在允许砂轮磨削工件和被修整的前提下选择最短的。       关于砂轮轴的长度与砂轮轴直径的比率，使用尽可能最短的砂轮轴长度和最大的砂轮轴直径。 3 U! @( x! X$ `1 U" K; ]( }1 n       比率小于3:1会产生可靠的性能和最短的加工时间。 * j- s7 |7 }4 E: @0 ^, j, ? : J2 J- g3 h" w# s$ {) }      比率界于3:1 到 6:1通常作为边界选择。       比率大于6:1会导致诸如饶度、锥度、震颤和长的加工时间。

gangsanji63

好帖啊!但看不懂~顶了

xvyeppz

不错,不错,如果我接杆是硬质合金的呢?

用心

谢谢楼主分享！我一般都用弹簧钢做接杆

1203763477

还没看完 新手学习中 拜谢啊