合金钢环槽磨削工艺的研究

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　　【摘 要】随着环槽粗糙度要求越来越高，需要通过磨削来达到要求。通过不同砂轮的试验结果，研究磨削环槽的可行性。
　　【关键词】合金钢；磨削；粗糙度；槽底R角；烧伤
　　合金钢因为加工性能较好，加之热处理之后进行环槽加工，一般都选用车削加工。但是随着机械制造业的不断发展，对环槽的要求也越来越高，常规的车削加工已不能满足加工要求，这就需要进行磨削来保证。磨削可以显著的提高环槽的粗糙度等表面质量，可以延长在环槽中安装的密封圈的使用寿命，可以长时间保证密封能力，具有很大的发展空间。
　　为了解决这一磨削加工工艺，对薄壁环槽工艺进行加工试验。
　　1 试验准备
　　使用进口外圆磨设备，砂轮最高速度限定为2000r/min，最大安装砂轮直径为450mm.
　　工件材料为40Mn2，环槽精度要求为：槽深5mm，槽宽4.0±0.05mm，槽底圆角要求R0.5最大，粗糙度要求Ra0.15最大。环槽热处理之前进行车削加工，热处理方式为感应淬火，每侧预留磨量0.05-0.07mm，选用槽刀刀尖圆弧R0.2mm，为了保证加工精度，试验采用不同的普通砂轮进行成型加工磨削工艺。
　　2 试验设计
　　因为此试验为可行性研究，为避免多因素影响，在加工前经过多次试验对加工参数进行了固化。试验设计为较硬的绿碳化硅砂轮和较硬的铬刚玉砂轮进行对比加工，砂轮直径为450mm，连续加工6个零件，加工前和精磨前共修整2次砂轮，每次修整量为0.02，加工参数为砂轮线速度V=35m/s，砂轮进给速度F=0.5-1.5mm/min，零件转速 S=120r/min。下面是加工工艺过程：
　　2.1 绿碳化硅砂轮
　　（1）加工结果如下：
　　表1
　　（2）结果分析：
　　转速和线速度恒定的情况下，
　　① 进给速度越快，槽底R角越来越来，说明尖角参与磨削并有磨损；
　　② 粗糙度越来越好，表面烧伤越来越严重。因为砂轮硬度较高，砂粒在加工中不易脱落，反复磨削后造成烧伤情况，但是粗糙度却越来越好，
　　2.2 铬刚玉砂轮
　　（1）加工结果如下（表2）：
　　表2
　　（2）结果分析：
　　转速和线速度恒定的情况下，
　　① 进给速度越快，槽底R角越来越来大，说明尖角参与磨削并有磨损；
　　② 粗糙度变化较小，表面烧伤基本没有。因为砂轮硬度较低，砂粒在加工中容易脱落，不停的有新的砂粒参与磨削，进给速度在0.5和1.0时不容易产生烧伤，但是进给速度在1.5时会有烧伤产生。
　　3 试验结论：
　　（1）普通砂轮进行合金钢环槽的磨削是有可行的；
　　（2）在保证冷却液压力、冷却充足的前提下，选择较软的砂轮和合适的加工参数能有效的避免烧伤，并且能保证加工质量。
　　（3）加工节拍受进给速度直接影响，不宜过快，否则不但砂轮磨损加快，而且容易产生烧伤情况。
　　4 问题分析
　　在加工中也发现一些问题：
　　① 因为是成型加工，砂轮侧面或多或少会参与切削，这样会导致槽宽越来越窄一直到不能满足尺寸要求，这样就需要重新修整砂轮，这样砂轮寿命会大大降低；
　　② 加工节拍较长，根据试验的结果进给速度直接影响加工节拍，但是当进给速度超过一定程度（如上述试验的F1.5mm/min）会直接产生烧伤现象；
　　③ 因为参与切削的面积不一样，砂轮内、外磨损程度不同，加工完成的零件都一致性的出现了喇叭口现象，虽然能满足加工要求，但这也是一个关键性的问题。
　　5 延伸
　　综上所述：普通砂轮完全可以满足合金钢类零件的环槽加工要求，但是加工效率较低，在以质量、效率生存的企业来说是不能接受的，这样就需要在砂轮的选择上做出跨越性的进步（如：电镀砂轮、CBN砂轮等等），当然需要进一步更深入的研究，这里就不做赘述了。
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