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。 ! S/ ~5 j* E- S8 X     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。 + h7 n7 f/ O( H1 o' Y7 } 9 _" m: x! x( I( F* [3 j    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。 ! v% J: R+ |' e4 Q$ V6 e7 X5 ]: v- ?工件的材料     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。 ; @' u* J. U; Q5 z 下面是几种给定材料的磨料选择 ! r7 V) E' K1 y+ W  W) y     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。 ( L% X! D: f  `5 _4 g * e& S. F4 y; J5 N    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。 0 `; i: l" I) q, k3 w$ @     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。 3 B/ W9 `- ~6 ?" y5 ?2 s按照断裂特性可以分为三种碳化铝磨料：     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。 7 o8 _% K% R7 @& x  w     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。 6 b; U8 Q8 ?) w$ E    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。 磨削量，磨削精度和表面光洁度     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。 / _0 O* R1 F0 ~5 R; D- b0 Y    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。 ) H* V% n/ Q7 C9 \/ ^4 j 接触面积 4 v" C4 C! o! |' R7 V     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。 0 j8 C* b# V2 j) @     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 ; p1 B1 R: V3 e5 T* J2 ? - O  B  E! t% ]1 L     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。 1 k& K- I( d' r4 s& k9 C砂轮转速因素 3 G; e& W* e1 b& n      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。 8 R: H5 _, {+ k     sfpm = 砂轮 rpm ×砂轮×0.2618 * E$ g  S' D* a( l( M      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” . S) d9 ^  h! _! `# d6 w      工件速度的经验法则 : l1 v/ |  Q! v- r5 x0 r     工件速度与砂轮速度的比率应当在25:1和65:1之间。 , s$ ]7 K% F; N1 D* d/ x     对于材料硬度为Rc50或者更小：sfpm砂轮= sfpm工件÷ 30。 4 S/ H4 T: V" F2 h; W 4 s( C, w. O! i# L, [" J  `4 }* [     对于材料硬度为Rc51或者更大：sfpm砂轮= sfpm工件 ÷ 55。 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。 . d* Y4 x4 r& k+ x     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。 9 d; G& A7 g  [      震荡率通常为75ipm到125ipm。起点，使用0.2×砂轮宽度× rpm工件 . e8 P# S& k( H4 B8 C磨削系统刚性 8 _) W2 Y6 K2 r, [ ' Q3 u. G  ?5 C# c     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。 : V! F& a  b1 u) r       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。 / C  W9 E" S6 S, n6 l      比率小于3:1会产生可靠的性能和最短的加工时间。 + A$ @% Z8 g" F9 [6 x* N      比率界于3:1 到 6:1通常作为边界选择。 ( j% w. ^3 v, j1 O% O. h% } ' }, f; U3 R! m+ ]" {      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