在研究磨削的*方案時,有三個主要目標:
1、必須考慮正確的研磨拋光。需要生產出一件正確尺寸、形狀和表面的高質量工件。
2、必須考慮時間效益。必須能在滿意的經濟的時間周期內生產出產品。
3、必須考慮磨削工具的效益。要采用合適的磨料,在恰當?shù)臅r間,以正確的方法達到砂盤或砂帶的*性能。
為達到上述目的,zui重要的是了解影響它們的因素。它們包括被加工工件的性能、砂帶型號、砂帶速度、接觸輪直徑、硬度、表面齒形和鋸齒角度、冷卻液及磨削壓力。
改變這此因素中的任意一個.將影響表面加工質量,也會影響磨削率和砂帶壽命。
掌握影響這此因素的知識,將有助于你改變和控制它以達到zui大效益,獲得地佳結果。下面的示意圖表示了這些因素及其對效益的各種影響。這些圖表來源于仔細控制的實驗室和現(xiàn)場檢測。在這些檢測中突出一個特殊因素的影響,而保持其他所有的因素不變。當然這在實際的生產條件下,是不可能的。因此,在使用這些圖表指導研究磨削問題時,應把結果看成一種趨勢而不是具體的關系,這一點十分重要。
一、磨料粒度:
一般地說,要獲得良好的表面磨削精度,將導致降低磨削率。在整個磨削中,細粒度與粗粒度的磨削率是不同的。粗粒度較快磨除更多材料。如圖1。
圖2顯示的是:一條用過的150#砂帶和一條新的220#砂帶作比較,在所給的鋼件上完成25微英寸的精磨(這時用的微英寸拋光精磨,指的是平均劃痕深度一英寸的百萬分之一)。得到的結果是:較粗的砂帶由于在磨削時造成較寬的劃痕。結果磨平劃痕需要較多的時間——22秒,而較細粒度的砂帶僅需要12秒。
當砂帶用過后,給定粒度的表面拋光質量發(fā)生了變化。例如圖3,為了方便,把砂帶壽命分成不等的二份,淺色區(qū)表示砂帶壽命的前面30%,暗色區(qū)表示砂帶壽命的后面70%。記錄砂帶壽命的后面70%比前面30%精磨變化小。讀數(shù)越小,精磨越細。用過的砂帶比新砂帶導致更細的表面拋光質量。如果進行精磨作業(yè),推薦利用砂帶后面70%的平穩(wěn)期。
二、砂帶速度
砂帶線速度越高,磨削率越高。這是由于,當砂帶速度增加對,同時有更多的切削刃出現(xiàn)在工件表面。另外,較高的砂帶速度會升高工件溫度。如圖4。
砂帶速度影響表面拋光質量。如圖5顯示,提高砂帶速度,將提高精磨表向質量。
三、接觸輪:
1、接觸輪直徑:
接觸輪直徑影響砂帶效率。小的直徑比大直徑將磨掉更多的材料。如圖6。
在其他因素不變的條件下,越大的接觸輪將產生越細的精磨效果。如圖7。
在考慮采用鋼接觸輪時選擇較小接觸面積的輪子更好。小直徑接觸輪產生短的劃痕并減少拋光時間。而越大的接觸輪產生越攻的劃痕。比如圖8,要求多50%的拋光時間。
2、接觸輪硬度:
如圖9所示,接觸輪硬度越高,磨削量越高。
在粗磨加工線上,通常用盡可能硬的接觸輪。在仿形上件上,使用較軟的接觸輪將得到希望的、逼真的效果。并且在薄板或卷材整個寬度上磨削量相同。然而,在硬接觸輪上開槽是有效果的,它將達到要求的結果。
一般地說,越較的接觸輪導致越細的精磨效果.如圖10.
3、接觸輪表面形狀:
圖11顯示,接觸輪的三種不同的表面形狀對砂帶效率的影響。表面帶槽的比表面光滑的磨削量大很多,其中x-型槽的磨削量zui大。曲線表明使用帶槽輪,砂帶壽命較長,能磨削較多的鋼板,而且磨削量較大。
帶槽輪不用于細的精磨。表面開槽的接觸輪進刀量越大,加工的表面越粗,如圖12。
對工件是每平方英寸施加的壓力大小會影響磨削率和砂帶壽命,圖13顯示壓力對各種不同的開槽接觸輪的影響。給定100磅的總壓力和2平方英寸切向面積,那米,光滑輪表面的壓力是每平方英寸50磅:標準接觸輪(槽齒比1:1)的是每平方英寸100磅;鏟型齒接觸輪(槽齒比3:1)的是每平方英寸200磅。x-型齒并且槽齒比為4:l的,將達到每平方英寸250磅的壓力。換句話說,總壓力保持恒定,每平方英寸上的壓力隨著接觸面積的下降而成比例上升。
接觸輪開槽角度也影響磨削率和砂帶壽命。90°或橫向是磨削力zui大的角度。在工件上產生zui大的作用。90°開槽很少使用,其原因一是加重砂帶磨損,造成工作磨粒的較快脫落。二是噪音和振動。45°和7°角給工件較大的支承,這個作用力zui小并且磨削率減小,砂帶磨損也是這樣。如圖14。
接觸輪開槽形狀對磨料磨損有異常的影響。開槽起自銳的媒介作用。注意在齒型輪上使用的展開的磨粒的各個銳邊與在光滑輪上使用的磨粒的平面的比較。這是由于磨粒轉過接觸輪的每個時間以不同的角度參與磨削。如圖15。
x-型開槽輪是有zui大適應性的接觸輪。x-型開槽橡膠接觸輪有較廣泛的用途。x-型開槽不把它的型式傳遞給工件。它的適應性較好,磨削快,砂帶壽命長。
圖16顯示用四種不同的接觸輪檢測的結果,所有接觸輪的硬度都是80丟洛(durometer)。x-型開槽輪磨削1600單位,鏟形齒接觸輪磨削1300單位,標準型磨削1000單位,光機輪磨削700單位。實際上,x-型帶槽輪能夠并且應該被做成比普通接觸輪硬度高10~15個點。
接觸輪開槽的角度越小,微英寸精磨量越低,精磨效果越好。30°或更小的角度通常用于拋光。
90°角常常產生警報似的噪音并時常在工件上留下花紋。45°角是保持運轉相對平穩(wěn)的zui大角度。然而,在加工中,砂帶纏繞在輪子上是小于90°的,接觸輪齒的角度可以高達60°,仍能相當平穩(wěn)地工作。如圖17。
四、冷卻液:
冷卻液潤滑是能幫助控制磨削率的另一個因素。一條干磨的砂帶初始磨削量高,并且下降相當迅速。水乳化液幾乎遵循相同的模式。就所有磨削而論,油性冷卻液潤滑表現(xiàn),均勻的油膜將不讓磨粒穿透。正如你所看到的,曲線坡度小,并且延長較長的距離。潤滑的砂帶真正地矯正了曲線,曲線下面的面積表示磨削量,如圖18。
潤滑像影響磨削率一樣影響精麻質量。干磨產生zui粗糙的精磨效果,潤滑油產生較細的精磨效果,潤滑脂提共zui細的精磨質量。如圖19。
當一種潤滑劑被施于砂帶,麻料之間的空問被潤滑劑填滿。它使磨料深入工件不像干磨那樣深。潤滑劑越厚,磨料深入越少,這樣由于潤滑油的添加產生細的精磨效果,如圖20。
給拋光作業(yè)的砂帶添加油或潤滑脂會減少拋光時間。用潤涔脂的砂帶磨削拋光時間是對比的干磨砂帶的一半。如圖21。
五、磨削壓力:
當然,我們理想的是達到盡可能穩(wěn)定的磨削。尋找實現(xiàn)穩(wěn)定磨削的方法產生了一種叫做壓力程序控制的技術。圖22顯示三個因素與磨削量相關的傾向,這三個因素是磨削率、磨削壓力和電機負荷。注意磨削壓力是隨著砂帶使用時間而升高的,以便保持接近穩(wěn)定的磨削,zui后,達到一個壓力不再升高的點,繼續(xù)使用該砂帶是不經濟的。這種壓力程序控制的實際價值是由工廠生產測試確定的。
圖23顯示的是在平面拋光線上通過各種磨頭進行拋光生產。在這條生產線上有12個磨頭,磨頭1至4使用100#的氧化鋁,磨頭5至8使用150#的氧化鋁,磨頭9至12使用150#的碳化硅,磨頭11用潤滑油,磨頭l2用潤滑脂。
在砂帶壽命的一半時取下砂帶,比在一個工位用完砂帶的全部壽命可能帶來更穩(wěn)定的磨削系統(tǒng)。這個系統(tǒng)比存同一磨頭使用兩倍之多的磨料粒度產生更均勻的磨削量和拋光。
下面是半砂帶壽命原理在加工中的一個例子。一條普通的新的氧化鋁紙帶會產生讀數(shù)大約90的光潔度,而用過的同樣的紙帶產生讀數(shù)45的光潔度。如果在砂帶半壽命時取下,我們得到兩種不同砂帶的效果,前者產生讀數(shù)90至60的精磨,后者產生讀數(shù)60至45的精磨。如圖24。
平面拋光作業(yè)中要記住的三點是:拋光要求、磨削量和要求的生產率。
操作工人需要知道掃除凹點和疵點需要多大磨削量。確定它的方法是進行一項檢測。比如,在磨削前稱量未加工板材的重量,然后,經過一次又一次的磨削工藝。仔細檢查它,以便確定缺陷被去除的時間,稱量金屬板并計算磨削量(每平方英尺盎司)。
在拋光中生產率是第三個要認真考慮的問題。有許多可能的磨頭組合,這兒沒有嚴格的適用的規(guī)則。通常隨著線速度的增加,為達到同樣的拋光,需要的磨頭增加。然而,給定的砂帶的磨削量和拋光效果是已知的,并有助于找到解決辦法。如圖25。
zui大線速度由下面四個因素限制:
1.磨頭數(shù)量
2.磨削量
3.zui終精磨要求
4.檢查
zui大線速度由上面四個因素限制,取決于可用的磨頭數(shù)量。以高達每分鐘100英尺的速度運轉一條平面拋光線是可能的。