深切缓进给强力成形磨削的特点及磨削缺陷和防止措施

魔神

    一、前言：

    深切缓进给强力成形磨削，是通过每次为几～几十毫米的磨削深度，20～300mm/min的缓慢进给速度的磨削。也称缓进给磨削，蠕动磨削和铣削法磨削。目前这种磨削已得到较多的应用。这种磨削方法，可将锻、铸件毛坯不经其它加工，直接磨出工件所要求的表面形状与尺寸。特别适合于加工各种成形表面和沟槽。如汽轮机和航空发动机的叶片根槽、连杆齿形结合面、各种齿形槽、各种叶片泵和真空泵转子槽。我厂螺杆泵转子齿形螺旋槽，就是用这种磨削方法加工成形的。它的加工精度可达到0.001mm，表面粗糙度可达Ra0.4～0.2μm。它的加工效率，是普通磨削的几百倍，可以和车削、铣削相比。

    二、深切缓进给强力磨削的特点：

    1．生产效率高。它的磨削效率是普通磨削的几百倍到上千倍。磨削深度大、砂轮与接触的弧长很大，因此单位时间通过磨削区的磨粒数量是普通磨削的几百倍以上，从而可充分发挥机床和砂轮的潜力。它的加工效率可以和车削、铣削相比。单位小时的金属去除率，可达几百公斤。

    2．砂轮耐用度高。深切缓进给强力磨削时，砂轮以缓慢的速度切入工件，避免了磨粒与工件边缘的撞击，改善了磨削条件，使磨削过程平稳、不振动，因而提高了砂轮的耐用度。再因，这种磨削时，是利用砂轮的周边磨削，当砂轮磨钝后，只需对砂轮的外周进行少量的修整，可以使砂轮得到充分利用。

    3．冷却条件好，磨削表面粗糙度低，加工精度好。这种磨削，一般采用高压大流量冷却系统，加之在磨削时采用顺磨，冷却液易进入磨削区，对砂轮和工件表面进行冲洗，防止粒挤入工件表面和磨屑嵌入砂轮表面。磨削后的工件表面粗糙度可达Ra0.4～0.2μm。由于砂轮的耐用度高，砂轮外圆轮廓形状保持性长，所以加工出来的工件不但加工精度高，而且质量稳定。

    4．适于磨削难切削材料。对于难切削材料，可采用深切缓进给强力磨削加工型面精度要求高的工件。采用多次成形修整砂轮，对工件型面进行粗磨、半精磨和精磨，来保证工件的形状和尺寸精度。

    5．被精磨表面不易产生烧伤，工件表面质量好。这是由于深切缓进给强力磨削采用的是组织疏松的大气孔砂轮，而且粒度较粗、硬度较软。还配有高压冲洗和高压冷却装置，能将大部分热带走，一般的情况下，不易产生烧伤。这种磨削加工后的工件表面残余应力比普通磨削小30～50％。

    三、深切缓进给强力磨削工件表面缺陷产生的原因与防止措施

    1．烧伤。这主要是磨削时冷却不充分，砂轮硬度高，自锐性差，砂轮不锋利，修整时进给量太小或光修时间长，金刚滚轮与砂轮速比不对，砂轮气孔堵塞和磨削深度过大等原因。当工件表面出现黄、褐、紫、青、灰色的氧化铁膜时，使工件表层深38～96μm的组织发生变化、硬度降低，直接影响工件的使用性能。所以磨削烧伤，是磨削中的主要缺陷之一。防止措施是：调整冷却液喷嘴的位置与角度，使冷却液进入磨削区，并增大流量与压力，合理选择砂轮硬度，采用软和超软砂轮，合理选择砂轮参数，使光修时间减少，以使砂轮锋利，应使光修整砂轮在0～30r以内，合理选择磨削用量，减少磨削深度。

    2．工件表面出现波纹或粗糙度大。主要原因是工件进给量过大，修整砂轮时光修时间过长，金刚石滚轮磨损和冷却液不干净。防止措施是：适当降低工件进给速度，减少砂轮光修时间，检查金刚石滚轮是否磨损，如磨损，应更换金刚石滚轮，检查冷却液过滤系统是否有故障，或更换冷却液。

    3．工件表面有振动痕迹。其原因是：磨削过程有自激振动，砂轮表面磨损不均匀，磨削深度过大和机床功率不足。消除措施是：调整砂轮主轴轴承和各溜板间的间隙，提高机床运动的刚度，仔细平衡砂轮，合理选择砂轮修整参数并及时修整砂轮，合理选择磨削用量和砂轮驱动功率。

    4．型面误差大。其原因是砂轮过软和砂轮修整不正确，及修整砂轮的滚轮磨损，工件安装位置不正确和磨削力过大。防止的措施是：根据型面精度要求，合理选择砂轮硬度，以避免砂轮脱粒过快而使砂轮失去型面精度，修整或更换修整砂轮的金刚石滚轮，正确安装和调整砂轮磨削位置，合理选择磨削用量，适当减小磨削深度和工件进给速度。

    5．沟槽、凸橼或转角处宽度尺寸超差。这主要是砂轮主轴与金刚石滚轮的轴向间隙过大，砂轮修整不正确和金钢石滚轮磨损。防止措施是：渊整砂轮主轴轴承与滚轮的轴向间隙，修理或更换金刚石滚轮。

    我厂进口的TG350E螺杆浆螺杆专用磨床，在磨削螺杆型线中，有时出现烧伤现象。烧伤产生的部位，在螺杆型线面的中间。分析其原因，排除了砂轮特性和冷却系统的影响。发现有烧伤现象时，工件所烧伤部位与砂轮相应处，磨屑堵塞砂轮较严重。这可能是此处磨削深度大，砂轮与工件磨削时接触弧长，磨粒切下的金属体积大，加之此材料的硬度较低(45号钢调质HB250左右)，磨粒是很大的负前角切削(人于-30°)，切屑变形大所致。适当的降低了磨削深度，此烧伤问题得到解决。

    四、结论：

    1．深切缓进给强力磨削，多在成形磨削时采用。它具有高生产效率、磨削表面质量和加工精度高的特点，并适合于难切削材料的成形磨削加工。

    2．合理选用砂轮特性和磨削条件及合理参数，是消除磨削缺陷的根本措施。但必须分析具体情况，予以实施。

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谢谢分享，受教了！

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请教一下，现在强力磨成型数控磨床磨直齿（齿面宽度60mm）是发现两个齿面的表面贴合度只有60%，技术要求要达到80%以上，目前用的砂轮是80粒（目）的进口砂轮，最后精磨进给量只有0.05mm，工装已经经过矫正无问题，请问要怎么样改进才能到达贴合度80%？（材质42CrMo4）