【正文】 發(fā)生振動和彈性變形。二、影響磨削加工表面粗糙度的因素影響磨削加工表面粗糙度的因素有很多，主要的有：⑴ 砂輪的影響 砂輪的粒度越細(xì)，單位面積上的磨粒數(shù)越多，在磨削表面的刻痕越細(xì)，表面粗糙度越??；但若粒度太細(xì)，加工時砂輪易被堵塞反而會使表面粗糙度增大，還容易產(chǎn)生波紋和引起燒傷。砂輪的硬度應(yīng)大小合適，其半鈍化期愈長愈好；砂輪的硬度太高，磨削時磨粒不易脫落，使加工表面受到的摩擦、擠壓作用加劇，從而增加了塑性變形，使得表面粗糙度增大，還易引起燒傷；但砂輪太軟，磨粒太易脫落，會使磨削作用減弱，導(dǎo)致表面粗糙度增加，所以要選擇合適的砂輪硬度。砂輪的修整質(zhì)量越高，砂輪表面的切削微刃數(shù)越多、各切削微刃的等高性越好，磨削表面的粗糙度越小。⑵ 磨削用量的影響 增大砂輪速度，單位時間內(nèi)通過加工表面的磨粒數(shù)增多，每顆磨粒磨去的金屬厚度減少，工件表面的殘留面積減少；同時提高砂輪速度還能減少工件材料的塑性變形，這些都可使加工表面的表面粗糙度值降低。降低工件速度，單位時間內(nèi)通過加工表面的磨粒數(shù)增多，表面粗糙度值減??；但工件速度太低，工件與砂輪的接觸時間長，傳到工件上的熱量增多，反面會增大粗糙度，還可能增加表面燒傷。增大磨削深度和縱向進給量，工件的塑性變形增大，會導(dǎo)致表面粗糙度值增大。徑向進給量增加，磨削過程中磨削力和磨削溫度都會增加，磨削表面塑性變形程度增大，從而會增大表面粗糙度值。為在保證加工質(zhì)量的前提下提高磨削效率，可將要求較高的表面的粗磨和精磨分開進行，粗磨時采用較大的徑向進給量，精磨時采用較小的徑向進給量，最后進行無進給磨削，以獲得表面粗糙度值很小的表面。⑶ 工件材料 工件材料的硬度、塑性、導(dǎo)熱性等對表面粗糙度的影響較大。塑性大的軟材料容易堵塞砂輪，導(dǎo)熱性差的耐熱合金容易使磨料早期崩落，都會導(dǎo)致磨削表面粗糙度增大。另外，由于磨削溫度高，合理使用切削液既可以降低磨削區(qū)的溫度，減少燒傷，還可以沖去脫落的磨粒和切屑，避免劃傷工件，從而降低表面粗糙度值。三、磨削表面層的殘余應(yīng)力——磨削裂紋問題磨削加工比切削加工的表面殘余應(yīng)力更為復(fù)雜。一方面，磨粒切削刃為負(fù)前角，法向切削力一般為切向切削力的2~3倍，磨粒對加工表面的作用引起冷塑性變形，產(chǎn)生壓應(yīng)力；另一方面，磨削溫度高，磨削熱量很大，容易引起熱塑性變形，表面出現(xiàn)拉應(yīng)力。當(dāng)殘余拉應(yīng)力超過工件材料的強度極限時，工件表面就會出現(xiàn)磨削裂紋。磨削裂紋有的在外表層，有的在內(nèi)層下；裂紋方向常與磨削方向垂直，或呈網(wǎng)狀；裂紋常與燒傷同現(xiàn)。磨削用量是影響磨削裂紋的首要因素，磨削深度和縱向走刀量大，則塑性變形大，切削溫度高，拉應(yīng)力過大，可能產(chǎn)生裂紋。此外，工件材料含碳量高者易裂紋。磨削裂紋還與淬火方式、淬火速度及操作方法等熱處理工序有關(guān)。 為了消除和減少磨削裂紋，必須合理選擇工件材料、合理選擇砂輪；正確制訂熱處理工藝；逐漸減小切除量；積極改善散熱條件，加強冷卻效果，設(shè)法降低切削熱。四、磨削表面層金相組織變化——磨削燒傷問題1．磨削表面層金相組織變化與磨削燒傷機械加工過程中產(chǎn)生的切削熱會使得工件的加工表面產(chǎn)生劇烈的溫升，當(dāng)溫度超過工件材料金相組織變化的臨界溫度時，將發(fā)生金相組織轉(zhuǎn)變。在磨削加工中，由于多數(shù)磨粒為負(fù)前角切削，磨削溫度很高，產(chǎn)生的熱量遠遠高于切削時的熱量，而且磨削熱有60~80%傳給工件，所以極容易出現(xiàn)金相組織的轉(zhuǎn)變，使得表面層金屬的硬度和強度下降，產(chǎn)生殘余應(yīng)力甚至引起顯微裂紋，這種現(xiàn)象稱為磨削燒傷。產(chǎn)生磨削燒傷時，加工表面常會出現(xiàn)黃、褐、紫、青等燒傷色，這是磨削表面在瞬時高溫下的氧化下膜顏色。不同的燒傷色，表明工件表面受到的燒傷程度不同。磨削淬火鋼時，工件表面層由于受到瞬時高溫的作用，將可能產(chǎn)生以下三種金相組織變化：1）如果磨削表面層溫度未超過相變溫度，但超過了馬氏體的轉(zhuǎn)變溫度，這時馬氏體將轉(zhuǎn)變成為硬度較低的回火屈氏體或索氏體，這叫回火燒傷。2）如果磨削表面層溫度超過相變溫度，則馬氏體轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體，這時若無切削液，則磨削表面硬度急劇下降，表層被退火，這種現(xiàn)象稱為退火燒傷。干磨時很容易產(chǎn)生這種現(xiàn)象。3）如果磨削表面層溫度超過相變溫度，但有充分的切削液對其進行冷卻，則磨削表面層將急冷形成二次淬火馬氏體，硬度比回火馬氏體高，不過該表面層很薄，只有幾微米厚，其下為硬度較低的回火索氏體和屈氏體，使表面層總的硬度仍然降低，稱為淬火燒傷。2．磨削燒傷的改善措施影響磨削燒傷的因素主要是磨削用量、砂輪、工件材料和冷卻條件。由于磨削熱是造成磨削燒傷的根本原因，因此要避免磨削燒傷，就應(yīng)盡可能減少磨削時產(chǎn)生的熱量及盡量減少傳入工件的熱量。具體可采用下列措施：1）合理選擇磨削用量 不能采用太大的磨削深度，因為當(dāng)磨削深度增加時，工件的塑性變形會隨之增加，工件表面及里層的溫度都將升高，燒傷亦會增加；工件速度增加，磨削區(qū)表面溫度會增高，但由于熱作用時間減少，因而可減輕燒傷。2）工件材料 工件材料對磨削區(qū)溫度的影響主要取決于它的硬度、強度、韌性和熱導(dǎo)率。工件材料硬度、強度越高，韌性越大，磨削時耗功越多，產(chǎn)生的熱量越多，越易產(chǎn)生燒傷；導(dǎo)熱性較差的材料，在磨削時也容易出現(xiàn)燒傷。3）砂輪的選擇 硬度太高的砂輪，鈍化后的磨粒不易脫落，容易產(chǎn)生燒傷，因此用軟砂輪較好；選用粗粒度砂輪磨削，砂輪不易被磨削堵塞，可減少燒傷；結(jié)合劑對磨削燒傷也有很大影響，樹脂結(jié)合劑比陶瓷結(jié)合劑容易產(chǎn)生燒傷，橡膠結(jié)合劑比樹脂結(jié)合劑更易產(chǎn)生燒傷。4）冷卻條件 為降低磨削區(qū)的溫度，在磨削時廣泛采用切削液冷卻。為了使切削液能噴注到工件表面上，通常增加切削液的流量和壓力并采用特殊噴嘴，圖317所示為采用高壓大流量切削液，并在砂輪上安裝帶有空氣擋板的切削液噴嘴，這樣既可加強冷卻作用，又能減輕高速旋轉(zhuǎn)砂輪表面的高壓附著作用，使切削液順利地噴注到磨削區(qū)。此外，還可采用多孔砂輪、內(nèi)冷卻砂輪和浸油砂輪，圖318所示為一內(nèi)冷卻砂輪結(jié)構(gòu)，切削液被引入砂輪的中心腔內(nèi)，由于離心力的作用，切削液再經(jīng)過砂輪內(nèi)部的孔隙從砂輪四周的邊緣甩出，這樣切削液即可直接進入磨削區(qū)，發(fā)揮有效的冷卻作用。圖317 帶有空氣擋板的切削液噴嘴1—液流導(dǎo)管 2—可調(diào)氣流擋板 3—空腔區(qū) 4—噴嘴罩 5—磨削區(qū) 6—排液區(qū) 7—液嘴圖318 內(nèi)冷卻砂輪結(jié)構(gòu)1—錐形蓋 2—切削液通孔 3—砂輪中心腔 4—有徑向小孔的薄壁套習(xí)題與思考題31 機械加工表面質(zhì)量包括哪些內(nèi)容？它們對產(chǎn)品的使用性能有何影響？32 為何機器上許多靜止連接的接觸表面往往要求較小的表面粗糙度值，而相對運動的表面卻不能對表面粗糙度值要求過?。?3 表面粗糙度與加工公差等級有什么關(guān)系？試舉例說明機器零件的表面粗糙度對其使用壽命及工作精度的影響。34 車削一鑄鐵零件的外圓表面，若走刀量f=，車刀刀尖圓弧半徑r=4mm，試計算能達到的表面粗糙度為多少？35 高速精鏜內(nèi)孔時，采用鋒利的尖刀，刀具的主偏角kr=45?，副偏角kr’=20?，要求加工表面的Ra=。試求：⑴ 當(dāng)不考慮工件材料塑性變形對粗糙度的影響時，計算應(yīng)采用的走刀量為多少？⑵ 分析實際加工表面的粗糙度與計算所得的結(jié)果是否會相同？為什么？36 工件材料為15鋼，是否合理？若要滿足加工要求，應(yīng)采取什么措施？37 為什么有色金屬用磨削加工得不到低表面粗糙度？通常為獲得低表面粗糙度的加工表面應(yīng)采用哪些加工方法？若需要磨削有色金屬，為提高表面質(zhì)量應(yīng)采取什么措施？38 機械加工過程中為什么會造成被加工零件表面層物理力學(xué)性能的改變？這些變化對產(chǎn)品質(zhì)量有何影響？39 什么是加工硬化？影響加工硬化的因素有哪些？310 磨削淬火鋼時，加工表面層的硬度可能升高或降低，試分析其原因。311 為何會產(chǎn)生磨削燒傷？減少的磨削燒傷方法有哪些？314 機械加工過程中經(jīng)常出現(xiàn)的機械振動有哪些？各有何特性？其相互間的區(qū)別何在？ 315 試討論：在車床上采用彈簧車刀還是采用剛性車刀切削抗振性好？在刨床上采用彎頭刨刀還是采用直頭刨刀切削抗振性好？為什么？21 /