砂輪磨削力計算

1、磨削力、磨削功率與磨削溫度、磨削力和磨削功率一磨削力的主要特征與計算砂輪上單個磨粒的切削厚度固然很小，但是大量的磨粒同時對被磨金屬層進 展擠壓、刻劃和滑擦，加之磨粒的工作角度又很不合理，因此總的磨削力很大。 為便于測量和計算，將總磨削力分解為三個相互垂直的分力F x （軸向磨削力）、F y （徑向磨削力）、 力有如下特征：F z （切向磨削力），如圖4-4所示，和切削力相比，磨削1. 徑向磨削力F y最大。這是因為磨粒的刃棱大都以負前角工作，而且刃 棱鈍化后，形成小的棱面增大了與工件的實際接觸面積，從而使 F y增大。通 常 F y = 1.6 3.2 F z 。2. 軸向磨削力F x很小，一

2、般可以不必考慮。3. 磨削力隨不同的磨削階段而變化。在初磨階段，磨削力由小至大變化較大； 進入穩(wěn)定階段，工藝系統(tǒng)的彈性變形達到一定程度， 此時磨削力較為穩(wěn)定；光磨 階段實際磨削深度近趨于零，此時磨削力漸小。磨削力的計算公式如下：碼=9列6他/.色®十嗎牛5B f v) iga式中Fz , Fy分別為切向和徑向磨削力N；v w , v分別為工件和砂輪的速度m/s；f r 徑向進給量mm；B磨削寬度mm丨；a 假設(shè)磨粒為圓錐時的錐頂半角；C F 切除單位體積的切屑所需的能KJ/mm 2丨；卩一一工件和砂輪間的摩擦系數(shù)。磨削過程很復(fù)雜，影響磨削力的因素也很多，上述理論公式的準確度不高。目前

3、一般采用實驗方法來測定磨削力的大小。二磨削功率的計算磨削時，由于砂輪速度很高，功率消耗很大。主運動所消耗的功率定義為磨Fs-V削功率。其計算公式如下：（kW） 4-7 式中F z砂輪的切向力N；v 砂輪的線速度mm/s。二、磨削溫度由于磨削的線速度很高，功率消耗較大，所以磨削溫度很高。這樣高的溫度 會直接影響工件的精度與外表質(zhì)量。因此，控制磨削溫度是提高工件外表質(zhì)量和 保證加工精度的重要途徑。二磨削溫度對工件外表質(zhì)量的影響磨削工件的外表質(zhì)量主要表現(xiàn)在外表粗糙度、外表燒傷、外表剩余應(yīng)力和裂 紋幾個方面，這里重點討論磨削燒傷問題。1 磨削燒傷的產(chǎn)生和實質(zhì) 磨削加工時，磨粒的切削、刻劃和滑擦作用，大

4、多 數(shù)磨粒的副前角切削以與高的磨削速度， 使得工件外表層有很高的溫度。因此對 已淬火的鋼件往往會使外表層的金相組織產(chǎn)生變化，從而使外表層的硬度下降， 嚴重的影響了零件的使用性能，同時外表呈現(xiàn)氧化膜顏色，這種現(xiàn)象稱為磨削燒 傷。所以磨削燒傷的實質(zhì)是材料外表層的金相組織發(fā)生變化。圖4-6所示為淬火高速鋼磨削后外表層硬度的變化情況。由此可以看出，磨削燒傷會破壞工件外 表層組織，嚴重的會出現(xiàn)裂紋，從而影響工件的耐磨性和使用壽命。2 磨削燒傷的表現(xiàn)形式磨削燒傷主要表現(xiàn)為以下三種形式:S4-6燒怪表面的硬曆變化1丨退火燒傷在磨削時，如工件外表層溫度超過相變溫度 A c3，如此 馬氏體轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體，如果此時

5、無冷卻液，如此外表層硬度急劇下降，工件外表 層被退火，故這種燒傷稱退火燒傷。工件干磨時常發(fā)生這種情況。2丨淬火燒傷磨削時，工件外表層溫度超過相變溫度 A c3，如果此時 冷卻充分，如此表層將急冷形成二次淬火馬氏體組織。 工件表層硬度較原來的回 火馬氏體高，但很薄，其下層因冷卻速度慢仍為硬度較低的回火索氏體和屈氏體。 這種情況稱為淬火燒傷。3丨回火燒傷磨削時，工件外表層溫度未超過相變溫度 Ac3，但超過 馬氏體的轉(zhuǎn)變溫度，這時工件表層的組織將轉(zhuǎn)變成硬度較低的回火屈氏體或索氏 體。這種情況稱為回火燒傷。3 影響磨削燒傷的工藝因素1磨削用量 影響最大的是砂輪的速度 v和徑向進給量f r。當v和 f r較小時，不易出現(xiàn)燒傷。2丨冷卻方法加大冷卻劑