磨料磨具培训教程PPT幻灯片

1,什么是磨料磨具磨料磨具分类固结磨具特性的选择砂轮的修整固结磨具的评定方法磨削常见问题、解决方案砂轮使用范围、实例应用砂轮的安全使用,2,什么是磨料磨具?,磨料磨具是磨料和磨具的统称包括:磨料产品砂子：刚玉、碳化硅磨具产品砂轮、砂纸.,3,磨料磨具分类产品分类,陶瓷结合剂砂轮Vitrifiedbond固结磨具普通磨具树脂结合剂砂轮OrganicbondBondedConventional橡胶结合剂砂轮Rubberbond油石、研磨条(块)、小磨头陶瓷结合剂金刚石、CBN砂轮超级磨具树脂结合剂金刚石、CBN砂轮Super金属结合剂金刚石、CBN砂轮金刚石、CBN研磨条、小磨头涂附磨具砂纸Sheet、砂带BeltCoated砂盘百叶轮、千叶碟Flapwheel(Disc)抛光轮、抛光带Bear-TEX,4,磨料磨具分类磨削应用分类,金属加工领域Metal-FEB铸件毛坯打磨，焊接焊缝打磨，钢材的切割，表面处理；使用树脂打磨砂轮，切割片，砂盘等；工具加工领域Tool-room刀具、工模具的加工，如钻头、铣刀等刀具加工，注塑模具的加工；使用金刚石砂轮、CBN砂轮，单晶刚玉砂轮；产品加工领域Production大批量生产的场合，如汽车发动机零件，轴承加工；各种陶瓷、树脂结合剂砂轮：用于平面、外圆、内圆、端面、沟道磨削砂轮；木材加工领域Furniture包括人造板材程家具的打磨、抛光，使用砂纸、砂带、无纺布。,5,固结磨具特性的选择需要初步了解的,磨具在加工中起磨削、研磨、抛光作用的工具。三大要素构成砂轮：磨料、结合剂、气孔。直观上看，磨削是砂轮与工件的直接接触，工件表面磨削的好坏，判断出砂轮的好与不好。实际，看着象是砂轮磨削工件的过程，是四个方面因素综合作用形成的磨削结果，四个因素：机床、操作方式方法、工件材质类型、砂轮选型。四个因素作为系统输入，输出就是磨削所达到的工件表面质量、残余应力情况、公差/粗糙度、以及“用户们”关心的生产效率、单件成本。,6,砂轮这样表示:形状外径厚度内孔规格参数,单面凹PDA,碟形D,固结磨具特性的选择需要初步了解的,砂轮形状标识,7,固结磨具特性的选择需要初步了解的,砂轮标识实例:PDA300X30X127WA60-K5V35m/s,8,固结磨具特性的选择磨料,磨料是磨削加工中的主体，具备很高的硬度、耐热性、热稳定性和化学稳定性，还具有一定韧性、以便承受一定磨削力。从物理性上分：有块状和分离型两大类。块状，呈一个四角或多角形颗粒状，有一定韧性，当锋口被磨钝后自身不容易破碎。分离型，磨料呈条状或片状，内部有规则和不规则的分离层，当所受压力达到一定程度会产生破碎，出现新的锋口。块状磨料如棕刚玉(A)，分离型磨料如白刚玉(WA)。从化学成份上分，主要有：碳化物系(碳化硅)、氧化物系(刚玉)、和超硬磨料系(立方氮化硼、金刚石)。磨料以各自不同的性能，适用加工范围：,9,固结磨具特性的选择磨料,10,固结磨具特性的选择磨料,11,8000Diamond4700CBN(CubicBoronNitride)2480-SiliconCarbide2200-TungstenCarbide2050-AluminumOxide1600-AluninaZirconia820-Quartz740-Hardsteel,HRC60,HARDER,不同材料的努氏硬度(KNOOP)对比,固结磨具特性的选择磨料,12,磨料粒度是反应磨粒几何尺寸的大小，也是反映工件表面粗糙度和加工效率的重要指标。粒度粗细还影响磨削热量的生成及磨具表面堵塞。粒度定义：单位英寸长度的筛网上孔的数量。孔的数量越多,孔的尺寸就越小,通过的砂粒也越细,即粒度就越细。,固结磨具特性的选择粒度,13,主要国家磨料粒度尺寸对照表,固结磨具特性的选择粒度,14,磨具粒度选择与工件性质及磨削条件的关系表,固结磨具特性的选择粒度,不同粒度磨具的应用范围,15,surfacefinishGritsizeO.D.Gritsize粗糙度外圆磨平面磨Ra1.64636Ra0.86046Ra0.48060Ra0.210080Ra0.1150120,固结磨具特性的选择粒度,砂轮的粒度选择就取决于工件所要达到的表面粗糙度。,16,硬度即砂轮中结合剂量的多少，也就是将砂粒和砂粒相结合能力的大小。是反应磨粒在磨削过程中受力后从磨具表面脱落的难易程度，它决定磨具自锐性的好坏，是磨具磨削时的重要控制参数。磨具硬度选择的基本原则是：保证适当自锐性的同时，减少磨具过大磨损，避免磨削时产生过高磨削温度。,固结磨具特性的选择硬度,磨具硬度选择与工件性质及磨削条件的关系表,17,磨具硬度使用范围,固结磨具特性的选择硬度,18,硬度GRADE,Grain,Bond,固结磨具特性的选择硬度,SoftGradeHardGrade,检测砂轮硬度的方法：喷砂硬度：以砂轮表面的坑深值来表示砂轮的软硬程度。Go硬度：以硬质合金头在砂轮表面的施压旋转深度表示砂轮的硬度。音频检测：采用敲击砂轮收集其音频值来计算弹性模量。,19,WorkpiecehardnessGrade工件硬度砂轮硬度45HRCM4555HRCL5060HRCK5862HRCJ6065HRCH,固结磨具特性的选择硬度,20,固结磨具特性的选择组织,砂轮的组织是指砂粒之间的间隙大小。间隙又称气孔，用类似樟脑的物质与磨料、结合剂混合，在烧结过程中挥发从而形成的较大空隙。用数字从1到20表示，国内5号、诺顿8号表示一般，数字越小表示越紧密，数字越大组织越疏松。气孔作用：容纳较多的金属屑，防止磨屑堵塞砂轮；气孔有助冷却液在磨削区域的流动，提高冷却效率。组织的划分与磨粒率关系如下：VG=62-2N（VG磨粒率%；N组织号）当VG=62时，N=0，即该磨具为0号组织，磨粒率每递减2%，组织号放松一级。组织关系到磨粒、气孔、结合剂三者比例。,21,磨具组织选择与工件性质及磨削条件的关系表,磨具组织的使用范围表,固结磨具特性的选择组织,22,固结磨具特性的选择结合剂,结合剂作用是将磨具粘结成一定几何形状。它是影响到砂轮强度、硬度、组织成型密度的主要因素。其选择主要取决于磨削目的、砂轮速度及加工表面要求。,23,结合剂性能比较,陶瓷结合剂刚性耐压,耐冲击性差速度较低63m/s形状保持性好易碎烧结900-1200C,树脂结合剂(树脂,橡胶,虫胶)柔性受热分解表面粗糙度好耐冲击固化-200C可补强,固结磨具特性的选择结合剂,24,磨削液对磨削起着不可忽视的影响,主要作用：磨削液可以带走磨削产生的大部分热量，防止工件烧伤的冷却作用；磨削液同时起到润滑作用，减小金属同磨料、结合剂之间产生摩擦；磨削液也对砂轮表面起到冲洗作用，避免金属屑堵塞砂轮空隙；防锈作用，保护加工表面。,固结磨具特性的选择磨削液,25,固结磨具特性的选择磨削液,磨削液的流速要略大于砂轮的线速度，压强在10-20Bar，速度(Vc)与泵的流量(Qp)，以及喷嘴的横截面积(S)有关公式:S=16.6(Qp0.9)/Vc或者Vc=16.6(Qp0.9)/S注释:S=喷嘴的横截面积=w*h(mm2)；w=喷嘴的宽度(mm)；Vc=喷嘴处冷却液的速度(m/s)；Qp=泵的流量(l/min)；Qc=喷嘴处的流量(l/min)，因为管道的流量损失，Qc约等于0.9Qp。,对于磨削液的喷嘴要求，其宽度要与砂轮宽度相符(略大些)，喷嘴方向要与磨削面成30夹角，保证冷却液进入磨削区域。,26,砂轮的修整是指用金刚笔或金刚滚轮将砂轮的磨钝、磨损部分去除的过程。为什么修整砂轮砂轮的磨钝、磨损，包括：磨粒的钝化和磨损；砂轮工作表面的堵塞；砂轮轮廓的磨损。,砂轮的修整为什么修整,27,砂轮的修整修整时机,因此，这时候要修整砂轮新砂轮刚装上机床，要将其修圆；磨削加工使用后，要将钝化和磨损层磨料去掉；砂轮本身没有钝化，工作表面被磨削材料“堵塞”被金属屑填平，无法再继续磨削；砂轮轮廓磨损。,28,修整速度对磨削的影响：当修整笔走刀较快时，砂轮表面呈大螺距的“螺旋面”，可以进行粗磨；因为每颗磨料承受较大的力，砂轮易脱粒，所磨削的金属量也较多。当修整笔走刀速度较慢时，砂轮表面呈小螺距的“螺旋面”，这只能用于精磨，因为砂轮表面表现很致密，相当于粒度变细了。有时不同的工件粗糙度可以用同一片砂轮通过不同的修整速度来实现。,砂轮的修整修整速度的影响,29,修整速度的经验公式计算：Ud=0.5/SdSd=Vd/其中：Vd金刚笔的走刀速度mm/min砂轮的转速l/minSd砂轮每转一圈，修整笔沿轴向移动的距离0.5是估算的金刚石头部宽度Ud的值分别代表不同的磨削情况：Ud=2-3粗磨3-6半精磨6+精磨,砂轮的修整修整计算公式,30,修整进刀量，掌握的原则是：将钝了的磨料颗粒修出锋口，将堵塞在磨料颗粒间的金属屑去除掉。因此，一般情况下，需要修掉颗粒尺寸的1/3-1/2，以保证修出磨料的新锋口和去除堵塞物。每次进刀建议：修整导程小于0.2mm/r，粗磨每次进刀不超过0.05mm，精磨每次不超过0.025mm。,砂轮的修整修整原则,31,砂轮的修整修整笔,32,砂轮的修整修整工具安装注意事项,修整工具尽可能接近加工工件的工作位置；避免经常使用金刚石的一个部位，要定期进行转动；金刚石尖磨损达极限时，应进行修复或更换新笔；修整时，要有充足的磨削液。,金刚石杆向上倾斜315,水平方向与砂轮表面倾斜2030；金刚石与砂轮接触点应低于砂轮轴线12mm，金刚石杆伸出长度不大于10mm。(右图),33,固结磨具的评定方法性能指标,评定砂轮磨削性能的指标,34,砂轮磨耗比(G-ratio)寿命系数单位体积的砂轮消耗所去除的金属量。G-ratio=金属的去除量MR(mm3)/砂轮的损耗量Ww(mm3)在相同的修整深度情况下，每修一次所磨的工件数量反映砂轮的寿命情况。可以认为，砂轮磨削的损耗微乎其微，可忽略不计，修整的砂轮损耗直接代表砂轮的寿命。金属磨除率MRR效率系数单位时间的金属磨除量(mm3/s)。MRR=HBVwH进给速度，B砂轮宽带，Vw台面速度相同宽度的砂轮在相同速度情况下，进刀量直接代表砂轮的效率情况。,固结磨具的评定方法性能指标,35,工件磨削表面质量：达到的工艺要求，表面粗糙度、平面度、直线度、圆柱度、锥度等；表面划伤或拉毛；磨削性能的好坏是由结合剂的性能所决定的，体现制造商砂轮质量水平。砂轮的其他质量要素平衡：装上法兰后需要进行平衡校准。砂轮平衡性好(砂轮的组织密度均匀)，可减少辅助时间，提高磨削质量，减少振纹的产生机会；尺寸精度：砂轮外径、内径、厚度的公差，两侧面平形度公差，内孔与两平面的垂直度等；例：内径公差很大，会使砂轮装入法兰后间隙过大，无法达到稳定的磨削质量；内孔与两平面不垂直，则造成砂轮旋转过程中的偏摆；外观:给人第一眼的印象！砂轮不仅是工具消耗品,也是商品,是工艺品。,固结磨具的评定方法性能指标,36,工件表面粗糙度差的影响,影响工件使用寿命：表面越粗糙，凸峰接触部位单位面积所受的压力越大，接触面相对运动时，产生塑性变形,在压力作用下形成干摩擦,加剧磨损；但表面越光洁，表面粗糙度太小不利于润滑油的驻存，使接触表面间分子亲和力增加,发生粘合，摩擦力增加而产生急剧磨损，在一般条件下，表面粗糙度总是存在一个最佳点。对轴承来说，会产生噪音。影响工件的疲劳强度：表面粗糙度大的表面，极易产生应力集中，使表面实际应力比平均应力高1.5-2.5倍，容易产生裂纹。,磨削常见问题、解决方案,37,影响工件表面粗糙度的因素,磨削常见问题、解决方案,38,解决影响表面粗糙度的做法,磨削常见问题、解决方案,39,工件表面磨削烧伤及裂纹,对工件的影响-表面烧伤破坏了工件表层组织，发生氧化变质，易造成表层腐蚀，极大影响工件使用性能和寿命。因此，烧伤是磨削加工中严格控制的质量指标。磨削裂纹同样影响工件的使用寿命，工件易腐蚀，裂纹处氧化快，表层组织变化快，易变质。,磨削常见问题、解决方案,烧伤：磨削时，工件表面温度过高使表面组织(主要是金相组织)发生变化。裂纹：当工件表面的残余拉应力超过材料的强度极限时就会产生磨削裂纹。预防烧伤和裂纹的措施（见下页）,40,工件表面磨削烧伤及裂纹,磨削常见问题、解决方案,41,工件表面振纹,工件表面螺旋纹,工件表面波纹,振纹,磨痕,对工件的影响：对工件寿命有很大影响，振纹处易产生腐蚀。对轴承来说主要是影响到使用时工件的旋转精度，在测振时，振动值大，圆度不圆，另外严重时引起磨削振纹烧伤。,磨削常见问题、解决方案,42,工件切入磨时圆度超差,工件相邻直径不同心,对工件的影响降低工件使用寿命；降低工件抗疲劳强度；特殊特性的尺寸精度误差易影响工件使用，如轴承孔尺寸的控制，尺寸过小，安装不到轴上；过大，易引起振动，影响轴承使用寿命等。,磨削常见问题、解决方案,43,固结磨具产品的生产工艺,MIXING,PRESSING,DRYING,VITRIFICATION,POLYMERISATION,INSPECTION-SBP,MOD,DENSITY,GRDWHEELFINISHINGMETHODS,FINALINSPECTION,PACKING,混料,压制成形,干燥,烧结,固化,初检,加工,终检,包装,44,固结磨具产品的应用及市场分布,曲轴磨削-汽车发动机行业凸轮轴磨削-汽车发动机行业齿轮磨削-汽车零部件行业重负荷荒磨BZZ-钢铁行业大切割片-钢铁行业轧辊磨-钢铁行业导轨磨-机床行业无心磨-轴承行业,微型轴行业,减震器行业双端面磨-轴承行业,汽车发动机行业强力成型磨-航空叶片,汽轮机叶片行业工具磨-电子模具行业,切削刀具行业,45,其他行业,发动机零部件：气门,活塞,活塞环,变速箱轴,等速万向节,转向齿条空调冰箱压缩机：曲轴,偏心轴,活塞切削工具：铣刀,拉刀,钻头,滚刀量具：卡尺,千分尺印刷机滚筒打印机,传真机送纸辊,46,无心磨-轴承、微型轴、减震器行业,轴承内外圈P600200305A80K5V微型轴P455205228.6GC80M5VK减震器P600200305ASA60K5VASA80K5V/A120K5V生产品牌微型轴:诺顿,台湾嘉宝,福建全盈,东莞帝研轴承,减震器:诺顿,白鸽,四砂,苏州,苏北,47,轴承外圈无心磨,磨床牌号:MikrosaFamirGhiringhelli508500304.8WA70K5V505610304.8WA70K5VE工件直径30-40mm,48,ZONEDWHEELSET-UPS,Coarse,aggressiveabrasivetoremove90%ofstockquickly;oftenSG,E.g.71A/73A46KORL,Finerabrasivetogenerateformandroundness(leaves15microns),E.g.48A80KV,Finestabrasivetogiverequiredsurfacefinish,E.g.51A120JV,(2to5specs),49,轴承内圈外沟磨削,国产莱必泰磨床:P50010-25203AWA100-120K5V60M/S无锡机床厂M133磨床:PDT50016203AWA100-120L5V60M/SLidkoping-Famir-Fortuna50810to25305SA100-M5V60M/S,50,轴承外圈内沟磨削,A-01F24.35.59.545m/sAWA180-L5VTR.22B-01M23119.5AWA180-L5VTR.22,51,轴承内外圈600X75X192SGA60-120MB17轴承滚柱750X90X56032A60GB14X319C,轴承内外圈、滚柱端面,52,无心磨导轮,标准规格:A150RR,有用到80,120和180粒主要尺寸系列:,53,什么是磨料磨具磨料磨具分类固结磨具特性的选择砂轮的修整固结磨具的评定方法磨削常见问题、解决方案砂轮使用范围、实例应用砂轮的安全使用,54,安装前外观检查：砂轮保持干燥、清洁，不得粘有异物；敲音检查：存在的裂纹及暗纹；磨床主轴转速必须小于砂轮最高使用转速；速度标志不清或无标志砂轮必须重新进行回转试验；检查主轴与法兰安装表面，必须干净，没有划痕与损伤，法兰的平面度须良好；两个法兰的直径必须相等，尺寸大小合适；砂轮与法兰面之间分别安装一片新的比法兰尺寸稍大的纸（或塑料）垫圈。,砂轮的安全使用安装须知,安装前必须敲击检查,用木槌敲击砂轮，小尺寸砂轮用手指挂住中心孔，大尺寸放置在硬地面上，木槌轻敲如图示位置；正常的发出清晰的金属声音，出哑声、闷声不能用！,55,1,2,3,4,5,6,7,8,螺栓的拧紧确保固定法兰的配合轴与砂轮内孔配合良好，没有过紧；砂轮安装时注意砂轮高点或低点的方向(如右上图)；砂轮安装过程中，螺栓的紧固应严格按照轴对称逐步拧紧顺序(如右图所示)。拧紧扭矩的大小以砂轮和法兰之间不发生滑动为最小值，不要施加过大的扭矩。螺栓的拧紧扭矩参见下页；判断砂轮与法兰之间是否有滑动，可以在安装完成时用粉笔在砂轮和法兰之间划一条直线。,主轴,砂轮的安全使用砂轮安装,56,对于薄砂轮拧紧扭矩需要乘以0.8，如下表：,拧紧扭矩参考数值，如下表：,砂轮的安全使用砂轮安装,