第四章磨削力

第四章磨削力第一頁(yè)，共十三頁(yè)，2022年，8月28日?qǐng)D3-2各種磨削加工方式的三個(gè)磨削分力a)外圓磨削

b)內(nèi)圓磨削

c)臥式平面磨削

d)立式平面磨削

第二頁(yè)，共十三頁(yè)，2022年，8月28日一般，F(xiàn)n>Ft>Fa，而法向磨削力與切向磨削力的比值Fn/Ft，是加工中一個(gè)重要數(shù)據(jù)，它可間接地說(shuō)明砂輪工作表面磨粒的鋒利程度。因?yàn)殡S著磨粒的鈍化，將引起F的急劇增大，使砂輪磨損加快，系統(tǒng)振動(dòng)增加，噪聲加大，工件表面粗糙度上升和表面質(zhì)量惡化等。所以，它也可作為砂輪耐用度的判斷依據(jù)之一

三個(gè)分力的關(guān)系第三頁(yè)，共十三頁(yè)，2022年，8月28日?砂輪速度v砂↑→單位時(shí)間內(nèi)參與切削的磨粒數(shù)量↑→每個(gè)磨粒的切削厚度↓→磨削力↓?工件速度vω、fa

↑→單位時(shí)間內(nèi)磨去的金屬量↑→每個(gè)磨粒的切削厚度↑→磨削力↑?徑向進(jìn)給量fr↑→每個(gè)磨粒的切削厚度↑、砂輪與工件的磨削接觸弧長(zhǎng)↑→同時(shí)參與磨削的磨粒數(shù)↑→磨削力↑?砂輪磨損↑磨削力↑3、影響磨削力的因素1）磨具條件：磨料、粒度、結(jié)合劑、組織、硬度、磨具修整2）工件條件：工件材料的硬度、強(qiáng)度、塑性、3）工藝參數(shù)條件：4）磨削液條件：液體成分、潤(rùn)滑冷卻性能、供液壓力5）機(jī)床工藝系統(tǒng)的剛性和機(jī)床的精度第四頁(yè)，共十三頁(yè)，2022年，8月28日Ft=KtαVS-βVwγVaδBε

4、磨削力的實(shí)驗(yàn)式：

Ft=KVs-βVwγtα

5、比磨削能磨除工件上單位體積的金屬所消耗的能量叫比磨削能U=W/V切屑的大小對(duì)比磨削能的影響被稱之為尺寸效應(yīng)

第五頁(yè)，共十三頁(yè)，2022年，8月28日比磨削能對(duì)于估計(jì)磨削力和功是一個(gè)很有用的量

在鋼坯的荒磨中，一個(gè)切屑的厚度大約g=0.1mm，其U大約為700kg.m/cm3，若以500公斤/小時(shí)（1093cm3/min）的速率切除金屬，最小的功率消耗可估計(jì)如下：（馬力）=12750（J/S）

如果Vs=80m/s（Kg）若取Fn=3Ft倍，則Fn=636(kg)第六頁(yè)，共十三頁(yè)，2022年，8月28日6、磨削力的測(cè)量

（1）功率計(jì)法:功率計(jì)法是根據(jù)電動(dòng)機(jī)輸入功率來(lái)計(jì)算切向磨削力的。由于磨床的砂輪軸多由獨(dú)立的電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)，因此，可用電功率表實(shí)測(cè)磨頭電動(dòng)機(jī)的功率PE，然后按下式計(jì)算:式中ηR--電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)效率；

PE--磨頭電動(dòng)機(jī)實(shí)測(cè)輸入功率(kW)；

nS--砂輪轉(zhuǎn)速(r/s)；

DS--砂輪直徑(mm)。（2）電阻應(yīng)變測(cè)力法

(3)電容式測(cè)力儀

(4)壓電原理的平面磨削測(cè)力儀

第七頁(yè)，共十三頁(yè)，2022年，8月28日第二節(jié)磨削中的振動(dòng)

在磨削加工中，振動(dòng)對(duì)表面光潔度、磨削精度、砂輪的壽命帶來(lái)的不良影響尤為突出。因而振動(dòng)是影響產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)率的一個(gè)重要因素。

一、磨削中的振動(dòng)形式

1、自由振動(dòng)如磨床周圍其它機(jī)械產(chǎn)生的沖擊力，磨床砂輪架快速進(jìn)退或工作臺(tái)換向時(shí)引起的振動(dòng)屬于自由振動(dòng)

2、強(qiáng)迫振動(dòng)

如磨床電機(jī)的轉(zhuǎn)子的不平衡、砂輪的不平衡等因素引起的振動(dòng)

3、自激振動(dòng)

自激振動(dòng)又叫做顫振，顫振是由系統(tǒng)自身產(chǎn)生的交變力所維持的振動(dòng)。磨削過(guò)程中不斷波動(dòng)的磨削力就是維持顫振的交變力

其中自由振動(dòng)和強(qiáng)迫振動(dòng)，只要找出振源，總是可以找到消除它們的方法。而發(fā)生在砂輪和工件之間的顫動(dòng)，不會(huì)因?yàn)橛凶枘岫p，一旦振動(dòng)產(chǎn)生便會(huì)有增無(wú)減

第八頁(yè)，共十三頁(yè)，2022年，8月28日二、穩(wěn)態(tài)和動(dòng)態(tài)切削過(guò)程第九頁(yè)，共十三頁(yè)，2022年，8月28日三、磨削中的顫振

再生效應(yīng):不管是何種原因在工件上一轉(zhuǎn)留有波紋，若切削過(guò)程不穩(wěn)定都一定會(huì)反映到再次切削之中，并產(chǎn)生新的振紋激起再生振動(dòng)，這種現(xiàn)象稱為再生效應(yīng)

一般說(shuō)來(lái)，使用刀具進(jìn)行切削加工，則后一次走刀與前一次走刀往往有重迭部分。這種情況在磨削中特別明顯

重疊系數(shù)B——砂輪寬度S——軸向進(jìn)給量第十頁(yè)，共十三頁(yè)，2022年，8月28日位移磨削力砂輪再生效應(yīng)砂輪磨損特性砂輪接觸剛性磨床剛性工件再生效應(yīng)工件可磨削性某一切深u0磨削中的自激振動(dòng)原理

磨削中的顫振產(chǎn)生的主要原因是：磨具的硬度特性砂輪若過(guò)軟，則磨削過(guò)程中的擾動(dòng)會(huì)使砂輪表面上的磨損不均勻，使砂輪表面也出現(xiàn)了波紋；若砂輪過(guò)硬，擾動(dòng)則會(huì)使砂輪表面的堵塞不均勻，以這兩種砂輪磨削工件必將在工件表面形成波紋，而工件表面的波紋反過(guò)來(lái)會(huì)促使砂輪的不均勻的磨損和堵塞更加嚴(yán)重。如此相互影響相互促進(jìn)，使振動(dòng)越來(lái)越激烈

第十一頁(yè)，共十三頁(yè)，2022年，8月28日四、磨削表面的顫振振紋1）螺旋型振紋是由修整時(shí)砂輪與金剛石修整筆之間的振動(dòng)引起的。這種振動(dòng)可以是“強(qiáng)迫型”和“半激振型”。機(jī)械的其它部件(如液壓泵、不穩(wěn)定回轉(zhuǎn)體等)將振動(dòng)輸入到了工藝系統(tǒng)，其振動(dòng)頻率相當(dāng)于振源外力的頻率。在修整內(nèi)圓磨砂輪時(shí)，由于主軸剛性較差，可能會(huì)引起半自激振動(dòng)。在這種情況下，振動(dòng)頻率十分接近主軸的自然頻率；也還可能在修整時(shí)發(fā)生一些擾動(dòng)而引起砂輪的再生振動(dòng)2）直線型振紋這類振紋常常是由砂輪不平衡引起的。當(dāng)砂輪磨損或堵塞不均勻時(shí)，由于再生效應(yīng)，在工件表面上同樣會(huì)出現(xiàn)直線型振紋

3）斑點(diǎn)型振紋由于砂輪圓周表面上硬度不均勻或不均勻的磨損引起局部振動(dòng)造成的。這種擾動(dòng)又會(huì)促使砂輪的再生振動(dòng)

第十二頁(yè)，共十三頁(yè)，2022年，8月28