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磨削基础及毛刺生成机理和分类体系

研究65Mn钢平面磨削禅硬加工中毛聊的形成机理「其中时磨削和毛刺的基础妾有深刻的认识.本章主要分别从磨削的基础知识,毛剌的生成机哩及威分类体系两方面避行介纽，通过探入研究磨削原理和毛刺生成机理，有利于研究醯的钢平面磨削淬硬加工中毛刺的形成机理用控制方法.

鹿网加工是较为常见的精加工方法，新削是利用放转的砂轮来加工等件表面『而砂轮则是由许多小而坚硬的磨料经粘结.烧结而成好叫每个磨粒的作用如同一把刀具，从这个意义上说，磨削加工在一定程度上类龊于饨削的加工。祖由于磨料形状并不规则.在眇轮表面上的分布又具有随机性，造成磨削加工扒理要比车削和陆削加工等更为豆如同样’磨戢加工中毛剌生成机理也更为算杂.磨削加工包括外10、内孔卸平面磨削加王.外圆磨削利内孔磨削如工都是有两个回转运动（砂轮和工件同时以一定的速比相对转动）和一个直嫌运动组合而成，而平面磨削加工是由一个回转远动和两个直线运动组合而成叫为了研究问题方便，我们河以把砂轮当做一把整体的刀具（具有较大的行程）,利用切削运动对磨削加工中的毛刺/有分类阳研究+

2.1.2殖粒的切削刃形状和分布

（1）磨粒的切削刃形状

由于制造砂轮磨粒过程的破碎方法不同以及磨粒品体的生长机理不同，所以磨粒的几何形状不规则，但磨粒儿何形状将很大程度上影响麝具的硬度、磨粒韧性和结合剂与磨粒的比例，以及磨粒闯隔的炯匀性,它的形状近似于多枝锥体形状，可以分刖用长（爪蜘,高6）和粳甬⑹表示?我们可以从顷削刃的共税性，磨粒表面状51,宏观外形等方面对磨粒的形新进行比较.磨粒形状很不舰贝儿也很厩直观测量，它与磨起的化翠成分及新粒过程的破碎方法有关：事实上.在磨削时每个磨粒会出现多个顶尖，有多个顶锥焦.磨粒的尖锐性可用其顶

尖角、圆角半径来进行表示，圆角半径和顼尖角的大小会随着磨检直径的减小而相应硬小e磨粒在砂轮中的分布是随机的，这主要取决于砂轮结曲及制造工艺方面的原因决定。由于在磨粒有效磨刃间施和膀粒切削刃尖端距砂轮表面向的距高不一定会用等，所以在磨削过程中有的切削刃是有效的，有的切削刃是无效的如。但是磨粒切削刃具有一定的圆角，它不是绝对尖锐的。

磨粒的分布

在实际的磨削加工过程中，由于磨削运动的关系，使得埋入一定深度的磨削刃不参加磨削加工工作，实际磨刃数要远少于理论砂轮表面的磨刃数，磨粒在砂轮表面呈高低参差不齐擂列分布砂轮有效磨刃数有动态和静态有效磨刃数两类.动态有效磨刃数是砂轮与工件作相对运动的情况下，所测量到的数值；而静态有效磨削刃数则是在砂轮与工件，无相对运动的情况下测所到的吧

2.1.3磨削的特点

磨削特点在很大程度上取决于所用的工具一砂轮，磨削用的砂轮是由磨粒和结合剂构成的多孔物质.磨削特点可归纳如下：

砂轮磨粒数较多.这是因为在不同磨粒和硬度的砂轮上，砂轮表面上每平方厘米分布的磨粒数约为60?M00颗间，

实际工作中的磨粒起切削作用的仅有一部分,另一部分与工件表面磨擦，还有一部分在工件表面上划出沟痕.根据砂轮工作条件及其特性的不同，有效磨粒数约可以占到砂轮表面总磨粒数的m?50%。

磨削刃的前角7广-1尹?-60?根据H.Op等人的研究结果得知，经修正后刖玉砂轮的平均磨削刃前角亓80°皿，磨削一段时间之后.磨削过程中出现机械一热磨损,使得磨削刃前角的中值变动为元=-85°,而且磨削刃前角的分散范围也减小.但是顶前角在这么大的时候仍能够切出连续型切屑。

一颗磨粒切下的切屑体枳很小，这比铳削时恍刀的每个刀齿所切下的切屑体积小得多，约为铳削时的1/40000-1/50000.切屑厚度大约为IO4-

IO7?,切下的切屑体积也不过为10-3?

(5)通常情况下磨粒速度v,很高，一股v,=15?80m/s,它与被加工材料的接触时间极短，约为10?HTs。极短的时间内会产生的大量的磨削热，致使磨削区的温度升高(约400?1000P),磨削高温会使磨粒本身的物理化学性能发生变化，出现磨粒扩散和氧化磨损等.相应降低了磨削时磨粒的切削性能。此外，工件还易出现烧伤，产生有害的残余拉应力，直至发生裂纹。

磨削加工的力比(法向磨削力切向磨削力已之比〉值一般为F./Z^3,相对较大.

砂轮有自锐作用。在切削加工中，如果刀具磨损了，切削就无法正常进行下去，必须重新磨刃刀具.磨削的情况则不同，因为在砂轮上的切削刃都是由硬质材料的磨粒尖端形成的，当磨粒的微刃变钝时,会增大作用在磨粒上的力,使整粒脱落后露出新的磨粒微刃来代替原来微刃或者磨料局部被压碎而形成新的微刃来继续工作.这种重新获得皆锐切刃的作用称为自锐作用.

2.1.4磨粒的切削过程

磨削的物理模型

在金属磨削过程中摩掠的作用是极为重要的心?分析摩擦时，不仅要考