磨削理論P(yáng)PT課件

1、1.1.砂輪磨粒切削刃是非常硬的礦物質(zhì)砂輪磨粒切削刃是非常硬的礦物質(zhì)2.2.磨粒切削刃的前角是負(fù)前角磨粒切削刃的前角是負(fù)前角3.3.砂輪是由很多非常細(xì)小的切削刃組成的多刃刀具砂輪是由很多非常細(xì)小的切削刃組成的多刃刀具4.4.磨粒切削的速度非常快磨粒切削的速度非?？?.5.磨粒切削刃具有自銳作用磨粒切削刃具有自銳作用6.6.磨削易于對(duì)砂輪進(jìn)行修行修銳磨削易于對(duì)砂輪進(jìn)行修行修銳7.7.在斷續(xù)切削中的磨削力的變化非常小在斷續(xù)切削中的磨削力的變化非常小8.8.磨削點(diǎn)的溫度很高磨削點(diǎn)的溫度很高二、磨削的特點(diǎn)二、磨削的特點(diǎn)第2頁/共45頁第1頁/共45頁4.2 磨削運(yùn)動(dòng)和磨削要素磨削運(yùn)動(dòng)磨削運(yùn)動(dòng)(1) 主

2、運(yùn)動(dòng)：砂輪的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，主運(yùn)動(dòng)速度vc砂輪外圓的線速度。) s/m(1000/00ndvc。進(jìn)給量也稱磨削深度）。徑向或或動(dòng)的距離，單位為（輪徑向移行程內(nèi)，工件相對(duì)于砂是指工作臺(tái)每雙（單）表示，給量運(yùn)動(dòng)。其大小用徑向進(jìn)砂輪相對(duì)于工件徑向的）徑向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)（sprrs/mmstr/mmstrd/mm2aff第3頁/共45頁第2頁/共45頁）?；螂x，單位為（對(duì)于砂輪軸向移動(dòng)的距，工件相作臺(tái)每雙（單）行程內(nèi)是指工件每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)或工表示。給量運(yùn)動(dòng)，其大小用軸向進(jìn)砂輪相對(duì)于工件軸向的）軸向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)（str/mmr /mm3aaff) s /m(1000/4wwwndv外圓磨削時(shí)：周進(jìn)給速度，件外圓的線速度即為圓

3、工件的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)中，工）圓周進(jìn)給運(yùn)動(dòng)（第4頁/共45頁第3頁/共45頁（1）金屬材料切除率）金屬材料切除率磨削要素磨削要素）（）（s/mms/mm10003arww3arwffndffvQb. 單位砂輪寬度 切除率： ）】（【）】（【mms/mmmms/mm10003arww3arwBffndBffvBQZQa. 每秒金屬切除量：（2）砂輪與加工表面的接觸弧長(zhǎng)）砂輪與加工表面的接觸弧長(zhǎng)0rcdfl 平面磨削時(shí)的接觸弧長(zhǎng)：第5頁/共45頁第4頁/共45頁)/(0w0wseddddd（3 3）砂輪的等效直徑）砂輪的等效直徑 等效直徑的概念：等效直徑的概念：將接觸弧長(zhǎng)相等時(shí)外圓（或內(nèi)圓）的砂輪將接觸弧

4、長(zhǎng)相等時(shí)外圓（或內(nèi)圓）的砂輪直徑換算成假想的平面磨削時(shí)的直徑。直徑換算成假想的平面磨削時(shí)的直徑。外圓磨削砂輪的等效直徑：外圓磨削砂輪的等效直徑：內(nèi)圓磨削砂輪的等效直徑：內(nèi)圓磨削砂輪的等效直徑：)/(0w0wseddddd砂輪與加工表面的接觸長(zhǎng)度同時(shí)影響參加磨削的磨粒數(shù)目及砂輪與加工表面的接觸長(zhǎng)度同時(shí)影響參加磨削的磨粒數(shù)目及磨粒負(fù)荷，而且影響磨屑的容納和排除，以及冷卻條件的改善磨粒負(fù)荷，而且影響磨屑的容納和排除，以及冷卻條件的改善. 等效直徑的概念是為了比較內(nèi)、外圓磨削和平面磨削方式的等效直徑的概念是為了比較內(nèi)、外圓磨削和平面磨削方式的特點(diǎn)而提出的，通過等效直徑可以分析內(nèi)、外圓磨削和平面磨特點(diǎn)而

5、提出的，通過等效直徑可以分析內(nèi)、外圓磨削和平面磨削這三種磨削方式中的磨削條件的關(guān)系。削這三種磨削方式中的磨削條件的關(guān)系。第6頁/共45頁第5頁/共45頁 通過上述兩個(gè)等效直徑的公式可以看出：通過上述兩個(gè)等效直徑的公式可以看出：當(dāng)徑向進(jìn)給量、當(dāng)徑向進(jìn)給量、和砂輪直徑相同的前提下，內(nèi)圓磨削的接觸弧長(zhǎng)最大，平面磨和砂輪直徑相同的前提下，內(nèi)圓磨削的接觸弧長(zhǎng)最大，平面磨削的次之，外圓磨削的最小。削的次之，外圓磨削的最小。（4）單個(gè)磨粒的磨削厚度）單個(gè)磨粒的磨削厚度 磨削厚度影響磨削力、磨削溫度、磨削表面質(zhì)量以及砂磨削厚度影響磨削力、磨削溫度、磨削表面質(zhì)量以及砂輪的磨損。磨削時(shí)每個(gè)磨粒的最大切削厚度為：輪

6、的磨損。磨削時(shí)每個(gè)磨粒的最大切削厚度為：）圓周長(zhǎng)度上的磨粒數(shù)（砂輪每1 -0rawDgmaxmmmm1/)/2(mdfvmBfvh外圓磨削時(shí)每個(gè)磨粒的最大切削厚度為：外圓磨削時(shí)每個(gè)磨粒的最大切削厚度為：砂輪角速度wr0rawDgmax/)/2(dfdfBvfvh第7頁/共45頁第6頁/共45頁附錄 接觸弧長(zhǎng)、等效直徑的公式的推導(dǎo)一、接觸弧長(zhǎng)一、接觸弧長(zhǎng)第8頁/共45頁第7頁/共45頁第9頁/共45頁第8頁/共45頁二、砂輪等效直徑二、砂輪等效直徑第10頁/共45頁第9頁/共45頁第11頁/共45頁第10頁/共45頁三、單個(gè)磨粒的切削厚度三、單個(gè)磨粒的切削厚度第12頁/共45頁第11頁/共45頁

7、第13頁/共45頁第12頁/共45頁第14頁/共45頁第13頁/共45頁4.3 4.3 磨削過程 一、磨粒的形狀特點(diǎn)一、磨粒的形狀特點(diǎn) 磨粒的頂尖角通常為磨粒的頂尖角通常為90120，磨粒以較大的負(fù)前角進(jìn)行切削；磨磨粒以較大的負(fù)前角進(jìn)行切削；磨粒的切削刃和前刀面極不規(guī)則，磨粒的切削刃和前刀面極不規(guī)則，磨粒形狀、大小各異，一般都有鈍圓粒形狀、大小各異，一般都有鈍圓半徑；切削刃排列不規(guī)則，呈隨機(jī)半徑；切削刃排列不規(guī)則，呈隨機(jī)分布狀態(tài)。分布狀態(tài)。砂輪表面形貌圖及磨粒的形狀特點(diǎn)砂輪表面形貌圖及磨粒的形狀特點(diǎn)圖圖4-1 磨粒形狀磨粒形狀第15頁/共45頁第14頁/共45頁二、砂輪表面形貌圖二、砂輪表面形

8、貌圖 磨粒在砂輪中的位置分布和取向是隨機(jī)的，每個(gè)磨粒有多個(gè)切削刃。磨粒在砂輪中的位置分布和取向是隨機(jī)的，每個(gè)磨粒有多個(gè)切削刃。 圖圖34-234-2所示的是以所示的是以xyxy坐標(biāo)平面與砂輪最外層工作表面接觸時(shí)，磨粒坐標(biāo)平面與砂輪最外層工作表面接觸時(shí)，磨粒在在xyzxyz坐標(biāo)空間內(nèi)的分布狀態(tài)。以平行于坐標(biāo)空間內(nèi)的分布狀態(tài)。以平行于yzyz坐標(biāo)面所截取的磨粒切削刃坐標(biāo)面所截取的磨粒切削刃輪廓圖，稱為砂輪工作表面的形貌圖。輪廓圖，稱為砂輪工作表面的形貌圖。 Lg1Lg1，Lg2Lg2在該截面內(nèi)各磨粒平均中線間的距離；在該截面內(nèi)各磨粒平均中線間的距離； Ls1Ls1，Ls2Ls2在該截面內(nèi)各切削刃之

9、間的距離；在該截面內(nèi)各切削刃之間的距離； Zs1Zs1，Zs2Zs2切削刃尖端離砂輪表層頂部平面的距離。切削刃尖端離砂輪表層頂部平面的距離。 砂輪表面形貌圖是磨削中的一個(gè)重要的研究現(xiàn)象。在磨削過程中他砂輪表面形貌圖是磨削中的一個(gè)重要的研究現(xiàn)象。在磨削過程中他是不斷變化的，是磨削時(shí)間的函數(shù)，其變化取決于磨削條件。通過對(duì)其是不斷變化的，是磨削時(shí)間的函數(shù)，其變化取決于磨削條件。通過對(duì)其了解，在一定程度上可任預(yù)測(cè)磨削已加工表面粗糙度的大小，分析和控了解，在一定程度上可任預(yù)測(cè)磨削已加工表面粗糙度的大小，分析和控制磨削過程。制磨削過程。 第16頁/共45頁第15頁/共45頁 圖圖4-2 4-2 砂輪工作表

10、層磨粒切削刃空間圖砂輪工作表層磨粒切削刃空間圖第17頁/共45頁第16頁/共45頁磨屑的形成過程與磨削階段磨屑的形成過程與磨削階段一、磨削過程一、磨削過程1.1.滑擦階段滑擦階段工件表層產(chǎn)生彈性變形和工件表層產(chǎn)生彈性變形和熱應(yīng)力。熱應(yīng)力。2.2.刻劃階段刻劃階段產(chǎn)生塑性變形溝痕隆起產(chǎn)生塑性變形溝痕隆起現(xiàn)象和熱應(yīng)力。現(xiàn)象和熱應(yīng)力。3.3.切削階段切削階段切削厚度、切應(yīng)力和溫度切削厚度、切應(yīng)力和溫度達(dá)一定值，材料明顯滑移達(dá)一定值，材料明顯滑移形成切屑形成切屑。圖圖4-3 4-3 磨粒切削過程磨粒切削過程第18頁/共45頁第17頁/共45頁二、磨削階段二、磨削階段1.初磨階段初磨階段由于工藝系統(tǒng)的彈

11、性變形，實(shí)際磨削深度小于徑向進(jìn)給量。由于工藝系統(tǒng)的彈性變形，實(shí)際磨削深度小于徑向進(jìn)給量。2.穩(wěn)定階段穩(wěn)定階段實(shí)際磨削深度基本上等于實(shí)際磨削深度基本上等于徑向進(jìn)給量。徑向進(jìn)給量。3.清磨階段清磨階段工藝系統(tǒng)彈性變形逐漸恢復(fù)，工藝系統(tǒng)彈性變形逐漸恢復(fù)，實(shí)際磨削深度大于零。在無實(shí)際磨削深度大于零。在無切深情況下增加走大次數(shù)，切深情況下增加走大次數(shù)，使實(shí)際磨削深度趨于零，使實(shí)際磨削深度趨于零，直到磨削火花消失。直到磨削火花消失。圖圖4-4 4-4 磨削過程的三個(gè)階段磨削過程的三個(gè)階段第19頁/共45頁第18頁/共45頁4.4 4.4 磨削力及磨削功率磨粒的受力情況磨粒的受力情況受剪，也可能崩裂。使磨粒

12、脫落；磨粒本身彎矩因此有可能產(chǎn)生不一定在同一平面內(nèi)，力與結(jié)合劑橋上抗力的合受的合力合力所平衡，磨粒所承。并為結(jié)合劑橋上的結(jié)和切向力力可以分解為法向力件時(shí)，作用在磨粒上的砂輪上的磨粒在切削工MFFFFRRtn第20頁/共45頁第19頁/共45頁111AFR222AFR333AFR圖圖4.5 磨削的受力情況磨削的受力情況第21頁/共45頁第20頁/共45頁磨粒的負(fù)前角磨削對(duì)磨削力的影響磨粒的負(fù)前角磨削對(duì)磨削力的影響 磨粒的頂尖角多為磨粒的頂尖角多為90120，其前刀面實(shí)際上是一個(gè)空，其前刀面實(shí)際上是一個(gè)空間曲面，磨粒有一定的切削刃鈍圓半徑。磨粒實(shí)際上多數(shù)是在間曲面，磨粒有一定的切削刃鈍圓半徑。磨粒

13、實(shí)際上多數(shù)是在粒端負(fù)前角下切削工作，該負(fù)前角多數(shù)為粒端負(fù)前角下切削工作，該負(fù)前角多數(shù)為=-70-89。 用負(fù)前角的硬質(zhì)合金刀具模擬磨粒切削工件用負(fù)前角的硬質(zhì)合金刀具模擬磨粒切削工件： （1）負(fù)前角對(duì)切削過程的影響：）負(fù)前角對(duì)切削過程的影響：前刀面之前的金屬流分為前刀面之前的金屬流分為兩路：一路進(jìn)入刀具下面，一路沿前刀面上升而成為切屑，兩兩路：一路進(jìn)入刀具下面，一路沿前刀面上升而成為切屑，兩路之間有一分流點(diǎn)。路之間有一分流點(diǎn)。 （2）負(fù)前角對(duì)切削力的影響：法向力大于切向力；切削速負(fù)前角對(duì)切削力的影響：法向力大于切向力；切削速度升高，切削力降低。度升高，切削力降低。第22頁/共45頁第21頁/共4

14、5頁圖圖4.6 負(fù)前角切削時(shí)的金屬流動(dòng)負(fù)前角切削時(shí)的金屬流動(dòng) 結(jié)論：結(jié)論：由于磨粒的負(fù)前由于磨粒的負(fù)前角、刃端鈍圓半徑和很角、刃端鈍圓半徑和很小的切削厚度，磨粒對(duì)小的切削厚度，磨粒對(duì)工件的切削條件很差，工件的切削條件很差，實(shí)際上是劃擦、刻劃對(duì)實(shí)際上是劃擦、刻劃對(duì)工件表層產(chǎn)生了很大的工件表層產(chǎn)生了很大的塑性變形，達(dá)到一定程塑性變形，達(dá)到一定程度后，切屑才能沿前刀度后，切屑才能沿前刀面流出面流出。第23頁/共45頁第22頁/共45頁圖圖4-7 負(fù)前角與切削力的關(guān)系負(fù)前角與切削力的關(guān)系 第24頁/共45頁第23頁/共45頁砂輪上的磨削力砂輪上的磨削力(1) 工件有一定的粗糙度，砂輪磨粒是三維分布，磨

15、粒在空間工件有一定的粗糙度，砂輪磨粒是三維分布，磨粒在空間發(fā)生磨削作用，磨粒的最大切削深度與最小切削深度在發(fā)生磨削作用，磨粒的最大切削深度與最小切削深度在12之之間變化，該比值由工件原始表面粗擦度以及砂輪、工件粗糙度間變化，該比值由工件原始表面粗擦度以及砂輪、工件粗糙度的比值決定。的比值決定。磨削力。周邊進(jìn)行端面磨削時(shí)的面往復(fù)磨削、和用砂輪外圓切入磨削、平所示為外圓往復(fù)磨削、的簡(jiǎn)化情況。圖合成和分解為平面磨削時(shí)切削力的。圖和切向力徑向力解為磨削力的總和，把它分是所有有效磨粒切削刃）合力（84842trRFFF第25頁/共45頁第24頁/共45頁圖圖4-8 磨削力磨削力(a)外圓圓磨外圓圓磨 (

16、b)切入磨切入磨 (c)平面磨平面磨 (d)端面磨端面磨第26頁/共45頁第25頁/共45頁磨削力對(duì)磨削過程的影響磨削力對(duì)磨削過程的影響的關(guān)系。磨削深度和與進(jìn)給量和切向磨削力法向磨削力單位寬度上的所示為成形磨削時(shí)砂輪圖pftn94avFFtatnctnftnp. 3t . 2. 1FFFFFFvFFa（更顯著），砂輪行程次數(shù)。，深磨時(shí)砂輪鈍化劇烈（更顯著），。，；，第27頁/共45頁第26頁/共45頁磨削功率磨削功率kW81. 936. 175stmvFP功率的確定：功率的確定：。所示。當(dāng)如圖）。（稱為比磨削能消耗的能量磨下單位體積金屬時(shí)所，觸壓力為間的平均接設(shè)磨粒磨損平面與工件cw2c210

17、4mm/mN)mm/N(upvup比磨削能比磨削能第28頁/共45頁第27頁/共45頁圖圖4-9 成形磨削時(shí)的磨削力成形磨削時(shí)的磨削力與磨削用量的關(guān)系與磨削用量的關(guān)系圖圖4-10 砂輪：砂輪：WA80K10V，工件：中碳鋼；單位寬度磨除率：，工件：中碳鋼；單位寬度磨除率：Z=4mm/（mms）；修整速比：）；修整速比： qd=0.5；砂輪速度：；砂輪速度：vc =30mm/s；砂輪半錐角；砂輪半錐角=60第29頁/共45頁第28頁/共45頁4.5 磨削溫度磨削表面的熱損傷表現(xiàn)為燒傷及產(chǎn)生熱裂紋。磨削表面的熱損傷表現(xiàn)為燒傷及產(chǎn)生熱裂紋。一、磨削時(shí)的能量消耗一、磨削時(shí)的能量消耗1.磨削能量消耗的形

18、式磨削能量消耗的形式 磨粒對(duì)工件的切削：滑擦磨粒對(duì)工件的切削：滑擦刻劃刻劃切削；切削； 磨削消耗的能量：磨削消耗的能量：滑擦能滑擦能刻劃能刻劃能切屑形成能切屑形成能（剪切能和摩擦能）（剪切能和摩擦能） 研究表明：切屑形成能約研究表明：切屑形成能約45%55%傳入工件，刻劃能約有傳入工件，刻劃能約有75%傳入工件，傳入工件，滑擦能約有滑擦能約有69%傳入工件。傳入工件。2.磨削能量消耗與磨削用量的關(guān)系磨削能量消耗與磨削用量的關(guān)系（1）工件進(jìn)給速度和磨削深度增加，平均單位體積切削能量消耗降低。）工件進(jìn)給速度和磨削深度增加，平均單位體積切削能量消耗降低。（2）磨粒磨損增加，滑擦能增加。）磨粒磨損增加

19、，滑擦能增加。第30頁/共45頁第29頁/共45頁二、磨削溫度二、磨削溫度1.磨削溫度的種類磨削溫度的種類NoImage溫度。：切屑排除瞬間的平均）切屑溫度（。，可達(dá)溫度工件接觸的微小部分的：磨粒切削刃與切屑或）磨粒切削刃溫度（方向的溫度變化。分布：沿工件表層深度）工件磨削表層的溫度（。通常為接觸面溫度，弧部分的表面溫度：砂輪和工件接觸、最大溫度平均溫度）砂輪和工件接觸面的（。均溫升，一般為傳向工件，工件總體平輪與工件接觸面）直接：磨削熱從發(fā)熱源（砂）工件的平均溫升（cggmaxw5140043600500220101CCC第31頁/共45頁第30頁/共45頁2.磨粒切削溫度及其與切削用量磨粒

20、切削溫度及其與切削用量的關(guān)系的關(guān)系把磨粒切削工件當(dāng)作一把刀具切削把磨粒切削工件當(dāng)作一把刀具切削工件，可以測(cè)出磨粒切削刃附近的工件，可以測(cè)出磨粒切削刃附近的溫度分布，即切屑下部及磨粒磨損溫度分布，即切屑下部及磨粒磨損平面下的工件表面的溫度分布。如平面下的工件表面的溫度分布。如圖圖4-12所示。所示。 圖圖4-11 磨削溫度的來源磨削溫度的來源第32頁/共45頁第31頁/共45頁圖圖4-12 磨粒切削刃附近工件表面溫度分析磨粒切削刃附近工件表面溫度分析由于切屑形成及刻劃引起的溫度變化；由于切屑形成及刻劃引起的溫度變化；磨粒磨粒與工件摩擦?xí)r引起的溫度變化；與工件摩擦?xí)r引起的溫度變化；+兩者的疊加兩者

21、的疊加切削刃切削刃A點(diǎn)下的瞬時(shí)溫度可達(dá)點(diǎn)下的瞬時(shí)溫度可達(dá)1400左右。左右。第33頁/共45頁第32頁/共45頁磨削溫度的分布規(guī)律磨削溫度的分布規(guī)律：（1）切削刃上的瞬時(shí)溫度可達(dá)切削刃上的瞬時(shí)溫度可達(dá)1400左右；左右；（2）單顆粒磨粒的切削溫度常常達(dá)到金屬的熔點(diǎn)；）單顆粒磨粒的切削溫度常常達(dá)到金屬的熔點(diǎn)；（3）對(duì)于一定的金屬材料，其磨屑形成的溫度為一常數(shù)。）對(duì)于一定的金屬材料，其磨屑形成的溫度為一常數(shù)。磨粒磨削點(diǎn)的溫度與磨削用量的關(guān)系：磨粒磨削點(diǎn)的溫度與磨削用量的關(guān)系：接觸面溫度與磨削用量的關(guān)系：接觸面溫度與磨削用量的關(guān)系：工件表面單位面積上的能量輸入（能通量）：工件表面單位面積上的能量輸入

22、（能通量）：（能通量表征的是工件受熱影響區(qū)域的深度。）（能通量表征的是工件受熱影響區(qū)域的深度。）wstQbvvF第34頁/共45頁第33頁/共45頁三、磨削溫度對(duì)工件表面的影響三、磨削溫度對(duì)工件表面的影響1. 磨削燒傷：磨削燒傷：磨削時(shí)磨削熱引起工件表面溫度過高，使加工表磨削時(shí)磨削熱引起工件表面溫度過高，使加工表面組織（金相組織）發(fā)生變化，從而使加工表面的硬度和塑性面組織（金相組織）發(fā)生變化，從而使加工表面的硬度和塑性發(fā)生變化，在加工表層瞬間發(fā)生的氧化變色現(xiàn)象。即工件表層發(fā)生變化，在加工表層瞬間發(fā)生的氧化變色現(xiàn)象。即工件表層產(chǎn)生氧化膜的回火顏色。產(chǎn)生氧化膜的回火顏色。影響磨削燒傷的因素：影響磨

23、削燒傷的因素：u不同的變質(zhì)層厚度，呈現(xiàn)不同的燒傷顏色。不同的變質(zhì)層厚度，呈現(xiàn)不同的燒傷顏色。u工件速度增加，工件產(chǎn)生燒傷較晚，砂輪耐用度高。工件速度增加，工件產(chǎn)生燒傷較晚，砂輪耐用度高。u磨粒顆粒較細(xì)，工件產(chǎn)生燒傷較早，砂輪耐用度低；反之。磨粒顆粒較細(xì)，工件產(chǎn)生燒傷較早，砂輪耐用度低；反之。u磨削鋼料時(shí)，燒傷產(chǎn)生于磨粒磨損達(dá)到一定限度時(shí)，研究表磨削鋼料時(shí)，燒傷產(chǎn)生于磨粒磨損達(dá)到一定限度時(shí)，研究表明，砂輪上磨損面積超過總工作面積的明，砂輪上磨損面積超過總工作面積的4%時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)燒傷。時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)燒傷。第35頁/共45頁第34頁/共45頁磨削燒傷對(duì)加工表面的影響；磨削燒傷對(duì)加工表面的影響；u工件

24、表面燒傷的表征是磨削力增加、砂輪磨損率增加和加工工件表面燒傷的表征是磨削力增加、砂輪磨損率增加和加工 表面質(zhì)量降低。表面質(zhì)量降低。u當(dāng)鋼件表面溫度超過相變溫度（奧氏體化溫度當(dāng)鋼件表面溫度超過相變溫度（奧氏體化溫度A1）時(shí)，就會(huì)）時(shí)，就會(huì)形成奧氏體，隨后工件較深處較冷的基體淬硬而得到馬氏體硬形成奧氏體，隨后工件較深處較冷的基體淬硬而得到馬氏體硬層，稱為二次淬火燒傷，層，稱為二次淬火燒傷，減少磨削燒傷的主要途徑：減少磨削燒傷的主要途徑：u減小磨削深度減小磨削深度u選用較軟砂輪選用較軟砂輪u減小砂輪與工件的接觸面積與時(shí)間減小砂輪與工件的接觸面積與時(shí)間u選用大氣孔砂輪和開槽砂輪，便于冷卻液的滲入。選用

25、大氣孔砂輪和開槽砂輪，便于冷卻液的滲入。第36頁/共45頁第35頁/共45頁磨削燒傷的預(yù)報(bào)與控制：磨削燒傷的預(yù)報(bào)與控制：利用磨削燒傷時(shí)的臨界狀態(tài)預(yù)報(bào)燒傷的發(fā)生，由磨削條件對(duì)磨利用磨削燒傷時(shí)的臨界狀態(tài)預(yù)報(bào)燒傷的發(fā)生，由磨削條件對(duì)磨削燒傷的影響實(shí)驗(yàn)可知：當(dāng)砂輪速度和接觸弧長(zhǎng)的乘積達(dá)到某削燒傷的影響實(shí)驗(yàn)可知：當(dāng)砂輪速度和接觸弧長(zhǎng)的乘積達(dá)到某一臨界值就會(huì)發(fā)生磨削燒傷，該臨界狀態(tài)為：一臨界值就會(huì)發(fā)生磨削燒傷，該臨界狀態(tài)為：psaddddvlvswswskbC 上式中，臨界常數(shù)上式中，臨界常數(shù)Cb是由工件種材料和砂輪種類決定的，粒是由工件種材料和砂輪種類決定的，粒度越細(xì)，硬度越高，該臨界常數(shù)越小，不發(fā)生燒

26、傷的的條件范度越細(xì)，硬度越高，該臨界常數(shù)越小，不發(fā)生燒傷的的條件范圍窄，易發(fā)生燒傷。圍窄，易發(fā)生燒傷。第37頁/共45頁第36頁/共45頁2. 殘余應(yīng)力、磨削裂紋殘余應(yīng)力、磨削裂紋金屬在機(jī)械加工和熱處理過程中受到外力和內(nèi)力的作用，當(dāng)金屬在機(jī)械加工和熱處理過程中受到外力和內(nèi)力的作用，當(dāng)停止這些過程后，仍然存留并平衡在物體內(nèi)部的內(nèi)應(yīng)力稱為停止這些過程后，仍然存留并平衡在物體內(nèi)部的內(nèi)應(yīng)力稱為殘殘余應(yīng)力。余應(yīng)力。磨削殘余應(yīng)力產(chǎn)生的原因：磨削殘余應(yīng)力產(chǎn)生的原因：（1）塑性變形的影響：塑性變形的影響：磨粒在工件表面向前移動(dòng)時(shí)，該部分磨粒在工件表面向前移動(dòng)時(shí)，該部分產(chǎn)生塑性變形與塑性流動(dòng)，磨粒移動(dòng)過后，工件

27、表面產(chǎn)生的塑產(chǎn)生塑性變形與塑性流動(dòng)，磨粒移動(dòng)過后，工件表面產(chǎn)生的塑性變形使沿表面方向收縮，垂直方向伸長(zhǎng)，呈現(xiàn)所謂的性變形使沿表面方向收縮，垂直方向伸長(zhǎng)，呈現(xiàn)所謂的“壓粗壓粗效應(yīng)效應(yīng)”，其結(jié)果形成拉應(yīng)力。，其結(jié)果形成拉應(yīng)力。第38頁/共45頁第37頁/共45頁（2）擠光作用的影響：）擠光作用的影響：使加工表面產(chǎn)生壓應(yīng)力。使加工表面產(chǎn)生壓應(yīng)力。（3）熱應(yīng)力的影響：熱應(yīng)力的影響：切削時(shí)，由于強(qiáng)烈的塑性變形和摩擦，切削時(shí)，由于強(qiáng)烈的塑性變形和摩擦，使已加工表層的溫度比里層高，形成不均勻的溫度分布。表使已加工表層的溫度比里層高，形成不均勻的溫度分布。表層金屬膨脹與收縮都受里層金屬的阻礙，從而產(chǎn)生熱應(yīng)力。

28、層金屬膨脹與收縮都受里層金屬的阻礙，從而產(chǎn)生熱應(yīng)力。當(dāng)以加工表面的表層金屬高于相變溫度后，則表層組織可能當(dāng)以加工表面的表層金屬高于相變溫度后，則表層組織可能發(fā)生相變，由于各種金相組織的不同，從而產(chǎn)生殘余應(yīng)力。發(fā)生相變，由于各種金相組織的不同，從而產(chǎn)生殘余應(yīng)力。第39頁/共45頁第38頁/共45頁4.6 4.6 砂輪的磨損、耐用度與修整砂輪磨損的形式砂輪磨損的形式l 磨粒頂部磨平變鈍磨粒頂部磨平變鈍磨粒與工件的摩擦，磨粒磨損。磨粒與工件的摩擦，磨粒磨損。l 擴(kuò)散磨損與粘接磨損。擴(kuò)散磨損與粘接磨損。l 砂輪糊塞砂輪糊塞磨屑嵌入砂輪孔穴而造成堵塞。磨屑嵌入砂輪孔穴而造成堵塞。l 磨粒顯微碎裂磨粒顯微

29、碎裂磨粒小部分分裂。磨粒小部分分裂。l 磨粒破碎磨粒破碎磨粒大部分分裂，形成新磨刃。磨粒大部分分裂，形成新磨刃。l 磨粒脫落磨粒脫落結(jié)合劑破碎。結(jié)合劑破碎。砂輪在與工件接觸瞬間磨粒才受磨削力及高溫的作用，因此磨砂輪在與工件接觸瞬間磨粒才受磨削力及高溫的作用，因此磨粒是在交變作用的機(jī)械載荷和熱載荷的作用下產(chǎn)生磨損粒是在交變作用的機(jī)械載荷和熱載荷的作用下產(chǎn)生磨損。第40頁/共45頁第39頁/共45頁上述五種磨損形式中，前面三種統(tǒng)稱為上述五種磨損形式中，前面三種統(tǒng)稱為磨耗磨損，磨耗磨損，其特征是磨其特征是磨粒被一層一層的磨損掉。粒被一層一層的磨損掉。后面三種稱為后面三種稱為破碎磨損破碎磨損（包含了磨

30、粒包含了磨粒的破碎及結(jié)合劑的破碎），其磨損的強(qiáng)讀取決于磨削力的大小的破碎及結(jié)合劑的破碎），其磨損的強(qiáng)讀取決于磨削力的大小以及磨粒和結(jié)合劑的強(qiáng)度。以及磨粒和結(jié)合劑的強(qiáng)度。第41頁/共45頁第40頁/共45頁砂輪磨損原因砂輪磨損原因1. 機(jī)械磨損：機(jī)械磨損：磨粒與硬質(zhì)點(diǎn)間的相對(duì)滑擦產(chǎn)生。磨粒與硬質(zhì)點(diǎn)間的相對(duì)滑擦產(chǎn)生。2. 化學(xué)磨損：化學(xué)磨損：表現(xiàn)為磨粒的氧化表現(xiàn)為磨粒的氧化去氧化去氧化氧化，以及在磨氧化，以及在磨削區(qū)高溫條件下，磨料、工件材料、冷卻潤(rùn)滑劑、結(jié)合劑之間削區(qū)高溫條件下，磨料、工件材料、冷卻潤(rùn)滑劑、結(jié)合劑之間的化學(xué)反應(yīng)。的化學(xué)反應(yīng)。3. 擴(kuò)散磨損：擴(kuò)散磨損：在磨削高溫條件下，磨粒與工件緊密接觸表面原子在磨削高溫條件下，磨粒與工件緊密接觸表面原子間的相互擴(kuò)散現(xiàn)象。間的相互擴(kuò)散現(xiàn)象。4. 粘附磨損：粘附磨