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金刚砂磨料硬化加工理论磨削力尺寸效应

  • 用磨削中工件材料的加工硬化解释金刚砂磨削尺寸效应的产生机理,是在研究磨削变形和比能时得出的。
  • 磨削时被磨削层比切削时的变形大得多,其主要原因是磨削时磨粒的钝圆半径与磨削层厚度比值较切削加工时大得多的缘故。另外,磨粒切刃有较大的负前角及磨削时的挤压作用,加上金刚砂磨粒在砂轮表面的随机分布,使被切削层经受过多次反复挤压变形后才被切离。通过观察搜集磨屑和磨削后工件表面的变质层,并通过测量磨削力的大小与计算出的磨削比能的情况可知,金刚砂磨削时,磨削比能比车削时大得多(表3-5)。
    磨削和车削的比能 表3-5
    类型
    比能
    类型
    比能
    车削
    1-10
    普通磨削
    20-60
    磨削
    20-200
    精细磨削
    60-200
    切割磨削
    10-30
    砂带磨削
    10-30
    磨削变形时,单位磨削力Fp与磨粒切深或磨屑横断面积有关,图3-27表示了单位磨削力与切削层断面积的关系。
    根据单位切削力的定义,可以将单个磨刃切向力Fgt用单位磨削力Fp与单个磨刃平均磨削层面积-Ag之积表示,即
    Fgt=Fp-Ag
    则磨削切向力可表达为
    Ft=NsFgt
    令-Ag=bap(平均磨削层面积),ao=Ftq(单位磨削力常数),所以
    Fp=ao-Ac-1
    式表达了单位磨削力Fp与平均磨削层面积不之间的关系。在实际使用中将指数加以修正,改写为
    Fp=ao-Ac-e(0.5<e<0.95)
    式说明了平均磨削层面积越小,磨削力越大,这种现象即为磨削力的尺寸效应。
    表3-6列出了单位磨削力常数值(砂轮A60)。
    单位磨削力常熟A60值 表3-6
    材料
    轴承钢
    0.6%钢
    0.8%钢
    1.2%钢
    9.6%钢
    0.2%钢
    铸铁
    热处理
    淬火
    淬火
    淬火
    淬火
    退火
    退火
    退火
    维氏硬度/HV
    8633
    6180
    4316
    2698
    1962
    1079
    1275
    A60
    2051
    1962
    2001
    1619
    1668
    1423
    1275
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