三研講述影響磨床加工表面粗糙度的因素及其改善措施

1. 與磨削砂輪有關(guān)的因素
主要是砂輪的粒度、硬度以及對砂輪的修整等。
砂輪的粒度越細，則砂輪單位面積上的磨粒數越多，磨削表面的刻痕越細，表面粗糙度值越小。但粒度過(guò)細，砂輪易堵塞，使表面粗糙度值大，同時(shí)還易產(chǎn)生波紋和引起燒傷。
砂輪的硬度是指磨粒受磨削力后從砂輪上脫落的難易程度。砂輪太硬，磨粒磨損后還不能脫落，使工件表面受到強烈的摩擦和擠壓，增加了塑性變形，表面粗糙度值大，同時(shí)還容易引起燒傷；砂輪太軟，磨粒易脫落，磨削作用減弱，也會(huì )大表面粗糙度值，所以要選合適的砂輪硬度。
砂輪的修整質(zhì)量與所用修整工具、修整砂輪的縱向進(jìn)給量等有密切關(guān)系。砂輪的修整是用金剛石除去砂輪外層已鈍化的磨粒，使磨粒切削刃鋒利，降低磨削表面的表面粗糙度值。另外，修整砂輪的縱向進(jìn)給量越小，修出的砂輪上的切削微刃越多，等高性越好，從而獲得較小的表面粗糙度值。
2. 工件材質(zhì)有關(guān)的因素
包括材料的硬度、塑性、導熱性等。
工件材料的硬度、塑性、導熱性對表面粗糙度有顯著(zhù)影響。鋁、銅合金等軟材料易堵塞砂輪，比較難磨。塑性大、導熱性差的耐熱合金易使砂粒早期崩落，導致磨削表面粗糙度值大。
3. 加工條件有關(guān)的因素
包括磨削用量、冷卻條件及工藝系統的精度與抗振性等。
磨削用量有砂輪速度、工件速度、磨削深度和縱向進(jìn)給量等。提高砂輪速度，就可能使表層金屬塑性變形的傳播速度跟不上磨削速度，材料來(lái)不及變形，從而使磨削表面的表面粗糙度值降低示。工件速度增加，塑性變形增加，表面粗糙度值大。磨削深度和縱向進(jìn)給量越大，塑性變形越大，從而加大了表面粗糙度值。砂輪磨削時(shí)溫度高，熱的作用占主導地位，因此切削液的作用十分重要。采用切削液可以降低磨削區溫度，減少燒傷，沖去落的砂粒和切屑，以免劃傷工件，從而降低表面粗糙度值。但必須選擇適當的冷卻方法和切削液。
此外，對于外圓磨床、內圓磨床和平面磨床，其機床砂輪的主軸精度、進(jìn)給系統的精度和平穩性、整個(gè)機床的剛度和抗振性等，都和表面粗糙度有密切關(guān)系。
二、砂輪的修整技巧
修銳是一個(gè)將超硬磨粒砂輪的磨粒修磨鋒利的處理過(guò)程。在這一過(guò)程中，需往除磨粒間的結合劑和磨鈍的砂輪磨粒，使具有很強磨削性能的砂輪磨粒**結合劑之外，形成銳利的切削刃。修銳也必須從砂輪表面的氣孔中，往除微小的材料，防止作用于砂輪上的磨削力大，砂輪上的磨削力大，將會(huì )引起振動(dòng)和造成零件表面燒傷。
沒(méi)有適當的修銳，即使是較好的砂輪也不可能獲得加工零件的高質(zhì)量和尺寸一致性。實(shí)際上，當你投資了高質(zhì)量的砂輪，為了獲得高的磨削性能，很好地修整它們就顯得非常重要。
整形可以說(shuō)是砂輪預備工作的一部分，它與普通砂輪的修銳同時(shí)進(jìn)行。對于超硬磨料砂輪，兩道工序是分開(kāi)進(jìn)行的，首先對砂輪進(jìn)行整形。在使用超硬磨料砂輪磨削中，整形是使用整形工具或滾輪進(jìn)行，修銳經(jīng)常是使用一個(gè)陶瓷結合劑的修整棒，在整形完成后，對砂輪進(jìn)行修銳處理。
在砂輪包括整形與修銳的修整之前，保證主軸軸承在一定的溫度下(如通常的砂輪磨削狀態(tài))是很重要的。這樣可避免損傷零件幾何外形以及砂輪和修整工具的非正常磨損。對于修整用的工具必須小心處理，由于它一般由質(zhì)硬、耐磨但又很脆的金剛石材料制成，且對因稍微碰撞、受力引起微小裂紋和破碎都非常敏感。
由于金剛石整形器本身就是一把刀，需保持非常鋒利。使用一個(gè)磨鈍了的修整工具來(lái)修整砂輪表面，會(huì )使砂輪變鈍。為了保持一個(gè)高質(zhì)量和鋒利的金剛石修整工具，每隔一定時(shí)間，需要1/8圈地旋轉單點(diǎn)或帶錐尖的修整工具。旋轉次數可根據修整情況決定，根據經(jīng)驗，較少天天旋轉一次。對于鑿子頭和成型的修整工具，一般需在它們磨鈍前180°地旋轉一次。
大多數外圓磨床是將零件和砂輪置于一個(gè)水平線(xiàn)上。零件外圓的較高點(diǎn)與砂輪外圓的較高點(diǎn)稱(chēng)為零件/砂輪接觸點(diǎn)，金剛石修整工具應盡可能地在接近零件/砂輪接觸點(diǎn)處修整砂輪。對于內圓磨床用砂輪，將金剛石修整工具接近砂輪外圓的較高點(diǎn)(即磨孔時(shí)零件/砂輪接觸點(diǎn))進(jìn)行修整，這一點(diǎn)較為重要。
采取微量修整
為減少修整時(shí)間，好象總存在一種想選擇大些修除深度的誘惑。這是一種較其錯誤的想法。必須選擇較合適的修除深度對砂輪進(jìn)行修整。選擇太大的修除深度，會(huì )產(chǎn)生高的切削溫度，減少修整器的使用壽命，還會(huì )將有用的砂輪層切除。良好結果是使修整器和砂輪兩者受損，適得其反。較佳的修整量為經(jīng)幾次修除后，既能恢復砂輪的幾何外形，又能恰好產(chǎn)生出良好的磨削鋒刃為準則。使用單點(diǎn)修整工具，應以10-15o的軸心線(xiàn)傾斜角接觸砂輪的直徑方向。這樣將使單點(diǎn)修整工具在定期轉動(dòng)時(shí)，產(chǎn)生一個(gè)削尖的作用。以多點(diǎn)接觸的修整工具不需要傾斜這一角度。改為用修整工具的整個(gè)端面與砂輪表面接觸。
橫向移動(dòng)速度是修整工具在修整中通過(guò)砂輪表面的速度。它對加工零件要求的表面粗糙度和金屬切削率都起有關(guān)鍵的作用。橫向移動(dòng)速度太慢，將會(huì )堵塞砂輪，損害零件的表面粗糙度和金屬切削率。太慢的橫向移動(dòng)速度還可以引起砂輪振動(dòng)和燒傷零件表面。均勻較快的橫向移動(dòng)速度能修整出好的砂輪表面，進(jìn)步砂輪的磨削性能，增加磨削效率，降低零件表面粗糙度。
保持冷卻
適當地使用冷卻液，能加快修整速度和進(jìn)步修整效率。根據經(jīng)驗，選用一股3/8英寸直徑的冷卻液，能夠從修整器上排除大量熱量，延長(cháng)修整器的使用壽命。當金剛石修整工具通過(guò)砂輪時(shí)，安裝一個(gè)冷卻液噴管，布滿(mǎn)整個(gè)砂輪表面或不斷地加注冷卻液到金剛石修整工具。當修整工具與砂輪接觸開(kāi)始修整后，決不答應修整工具，從冷卻液中退出。否則會(huì )使金剛石修整工具，在冷、熱的較端溫度變化下，產(chǎn)生裂紋或破裂。
使用過(guò)濾器對冷卻液進(jìn)行高精度過(guò)濾，能避免污垢或切屑在冷卻液中的多次循環(huán)。被污染的冷卻液能夠使砂輪很快磨損，增加砂輪的修整次數。只有在干式磨削時(shí)(只有在這種情況下，可以中斷對金剛石修整工具的冷卻)，才對砂輪采取干式修整。在天天放工前，關(guān)掉冷卻液后，讓砂輪空轉幾分鐘。這樣可以防止砂輪破裂。
振動(dòng)是修整的大敵
在砂輪修整中，有效地減小振動(dòng)，避免在砂輪表面留下修整痕跡、碰撞和損壞修整工具等，是至關(guān)重要的。這意味著(zhù)還必須保持砂輪平衡，這是砂輪本身的結構特點(diǎn)所決定的。密度的不均勻和整個(gè)砂輪幾何外形的好壞，都會(huì )影響一個(gè)砂輪的固有平衡。因此選擇一個(gè)高質(zhì)量的砂輪也是很重要的。假如是一個(gè)高質(zhì)量的砂輪，只需妥當的安裝即能保持砂輪很好的平衡。按照砂輪制造商的出廠(chǎng)說(shuō)明，砂輪上標有一個(gè)向上箭頭，它表明砂輪經(jīng)粗平衡后的輕端方位。然后用戶(hù)可以根椐箭頭指示，留意修整砂輪，使其達到動(dòng)態(tài)平衡。冷卻液均勻地加注，有時(shí)也能幫助砂輪保持平衡。
為了進(jìn)一步地避免振動(dòng)，需保證修整工具牢固地夾緊在夾座上和保持較小的懸垂量，以保證修整工具有足夠的剛性。假如金剛石工具沒(méi)有牢固夾緊，就會(huì )引起振動(dòng)、產(chǎn)生噪音，在零件表面產(chǎn)生波紋，拉傷零件表面和損壞修整工具。
一個(gè)超硬磨粒砂輪在開(kāi)始磨削前，必須進(jìn)行整形與修銳。遵循本文介紹的經(jīng)驗，三研將幫助你的砂輪產(chǎn)生出較隹的磨削效果。