砂轮磨削在车床上的应用
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作者: 柏世杰
【摘 要】车床主要是加工不同工件上的回转表面，如车内、外圆柱面，台阶，切断，表面修饰等。但是如果稍做改动本就可实现铣、镗、磨削等加工，本文以一工件实例介绍砂轮磨削在车床上的应用。
【关键词】砂轮磨削；车床；应用
引言
与我院开展校企合作的一家公司最近从日本引进了一种新产品――组合式精米机，其中有一关键零件――送谷辊，此件的表面质量直接影响大米的外观质量，对成型面的行位公差要求较高，粗糙度要求达到Ra1.6，硬度HRC52～55。用简单的车削方法很难达到要求，而且在试生产时批量也不大。该公司生产能力所限，没有螺纹磨床完成此件的加工，试制间不可能采购一台。本人根据多年的工作经验，查阅了各种资料，经过多次实验，成功地运用车床车螺纹的原理和砂轮与工件的定成磨削，自制工装，完成了此件的加工，达到了图纸要求，同时也为类似型面的加工提供了很好的例证。
根据工件的特性，主要从以下儿点考虑。
1、砂轮的选择
送谷辊材质属于合金结构钢，选用磨料时要考虑到加工材料的性质，抗张强度较大的材料，要选用韧性大磨料，强度低，延展率大的材料，应选用较脆的磨料，对高硬材料则应选择硬度更高的磨料，选用的磨料不应与工件材料产生化学反应，以减少模具的消耗，考虑的磨料对工件的适应性，选用白刚玉磨料。粒度的选择应考虑到加工工件的尺寸、几何精度、表面粗糙度、磨削率以及如何避免某些磨削缺陷的产生，同时工件本身型面允许的最大圆弧半径也约束了砂轮粒度的选择，粒度过粗不利于砂轮形状的保持和工件表面粗糙度参数值的下降。强调磨削效率高或磨削工件韧性大或延展性大而粘的材料，选用粗粒度的磨料，磨削这种高硬脆而且组织紧密的材料。送谷辊的最后一道工序磨加工，根据图纸要求，选合适的粒度号为80，基本尺寸为150。
2、砂轮的修整
砂轮工作表面的磨粒是否锋利及轮廓形状是否失真对磨削效率及加工工件的表面都会有直接影响。对于这种成型磨削，都必须通过砂轮的精细修整以得到高质量的砂轮工作表面，从而确保工件的表面粗糙度、形状、尺寸精度的要求，以及高的生产率，砂轮的及时修整是消除各种磨削缺陷，提高磨削质量及磨削效率的重要措施之一。金刚石修整工具能够修整任何特性的砂轮，粗磨修整量为0.1～0.2mm，精磨修整量为0.03～0.1mm。磨小螺距的螺纹，选择尖锐的金刚石修整工具。磨这种大螺距的型面，宜选择较纯的金刚石修整工具，修磨砂轮时只许单方面由外向里修整，以保持砂轮良好的型面。
3、各种磨削参数的选择
首先砂轮速度的选择，砂轮速度在15～30m/s范围时，对工件表面粗糙度无显著影响，但随着速度进一步提高，砂轮的切削性能增强，而摩擦抛光作用减弱，速度提高，摩擦热增加，机床的震动也加大，容易产生烧伤、螺旋形和波纹等缺陷。因此，综合送谷辊的特性，速度取15～20m/s。其次，选择工件的速度，工件速度在一定范围内对表面粗糙度无明显影响，但对表面波纹和烧伤有影响，如果工件速度增高，容易产生震动，使工件表面波纹深度增加，当速度较低时，工件表面易烧伤和出现螺旋形等特点，工件的速度砂轮的速度宜选择较大的速比，使工件达到较好的表面质量。磨削深度的选择也是一项重要因素，工件每转一转，相对砂轮在纵向运动方向所移动的距离，纵向进给量大小，直接影响表面质量和生产率，纵向进给量大会增加磨粒切削负荷，磨削力也随之增加，但不会使工件烧伤。宜选择砂轮宽度的0.3～0.7倍。
4、降低磨削温度，减少工件热变形
磨粒切削刃与切削接触点的温度，是磨削中温度最高的部位，其值瞬间可高达1000度以上，它不仅影响加工表面质量，而且影响磨粒的破碎、磨损。砂轮与工件磨削区的温度，一般约为500～800度。它影响磨削表面的残余应力、烧伤和裂纹，磨削热传入工件，使工件总体温度上升，一般有几十摄氏度，直接影响工件的形状和尺寸精度。要降低磨削温度，减少热变形对工件的影响，首先合理选择磨削用量，砂轮的速度越高，磨削区的温度上升越快，越容易发生烧伤现象，磨削深度越大，工件温度越高，工件的转数增高，产生的热量增加，但相应的，磨削热源在工件表面上移动速度加快，散热条件得到改善，烧伤情况较轻。改进的措施是减少磨削深度，适当减少砂轮的速度，增加工件的转数，避免工件表面烧伤和裂纹的产生。选用砂轮磨削，合理地选择磨削液，可降低磨削温度，减少磨削力与动力消耗，延长砂轮的寿命，改善加工表面质量及提高磨削效率，选用的磨削液要满足润滑性能，冷却性能，清洗性能及良好的防锈作用，无毒、无臭，不刺激皮肤，易于滤请，不易变质和产生泡沫，在使用过程中不会沉淀，宜选择75%～80% N15或N32号机械油和20%～25%的硫化切削油。加大磨削液的流量，使磨削液均匀地喷在磨削区，将磨削液通过喷嘴喷在工件上，使工件全长温差均匀。
5、砂轮磨削型面需要注意的几个问题
由于工件对侧面及表面粗糙的要求较高，加工过程中要远离剧烈的震源，避免由于剧烈的震动对微观不平度的影响，适当减小磨削深度，降低工件转数，提高砂轮的转数，另外，砂轮表面不应该积聚切削液，下班前空转10min，甩去砂轮间隙中的切削液，其次，平衡好砂轮周边切削量均匀，减小进给量和走刀次数，发现砂轮磨钝，要及时正确地修整砂轮。
结束语
通过此工件的磨削加工我们可以看出，只要我们进行开发，车床的加工功能是可以拓展的。我这里只是进行了磨削的加工试验，希望能给大家一点启示。
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