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发表于 2008-12-4 08:22:09
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来自： 中国江苏无锡
内圆磨削与外圆和表面磨削是完全不同的。由于孔内加工的砂轮的外形，加工车间必须特别注意砂轮和工件的接触面积，更要注意砂轮与工件之间的关系——砂轮速度，工件速度，砂轮轴的刚性和其他操作因素。
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大多数的车间都以为对一个特定的工件来说，选择正确的内圆磨削砂轮只与要磨削的材料有关。然而在很多情况下，这是错误的，Saint-Gobain Abrasives（www.saint-gobain.com）的一位应用工程师Bill Bednarski说。 ' @. f0 R( M1 w9 j' [* I% B- _
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2 h/ n/ q. j! d3 Y- Y试想一家车间使用32A氧化铝砂轮（一种非常锋利的单晶体磨粒）来磨削硬质工具钢，然后用同样规格的砂轮来进行内部磨削操作。就会看到震颤和磨削过热的现象。另外为了保证砂轮正常的工作，操作员在加工一个零件时就必须对砂轮做好几次修整。另一方面，如果车间使用25A砂轮（更加易碎的磨粒等级J级，软两级）来进行内圆磨削就会消除震颤和磨削过热，砂轮修整次数也减少到一个零件一次。
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但Bednarski说在为内圆磨削选择磨粒和等级时，除了要磨削材料及其硬度外，还有其他几项因素是车间必须考虑的，磨削去除量，磨削精度和表面光洁度，接触面积，砂轮尺寸，工件速度，砂轮速度和操作因素以及磨削系统的刚性。
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工件的材料
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/ t+ U) u/ `& y" d$ A8 p* v工件材料的硬度等级和应力裂纹主要影响了磨粒的选择，尺寸和砂轮的等级。硬质材料会抵抗磨粒的渗入而使砂轮很快变钝。因此，更加坚硬的工件材料，更多的操作者会选择更软等级的易碎磨粒砂轮。软等级砂轮的磨料磨粒边钝后会掉下来，暴露出新的磨削颗粒。
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下面是几种给定材料的磨料选择
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. G8 Q$ l& ?* ?# W" v◆ 氧化铝或CBN磨料砂轮用于高抗拉强度材料，例如碳钢，合金钢和高速钢。
! w9 C' F6 y, S1 J# N◆ 碳化硅或金刚石磨料砂轮用于低抗拉强度的材料，例如铸铁，软青铜和铝，以及硬质合金。 ! y8 f. c; J- j0 W! n. F
◆ 金刚石砂轮用于非金属材料，例如高密度陶瓷，碳化硼，碳化钙和硼硅酸玻璃。 6 Q! [$ R. W5 w3 O% [+ J
, w% K/ v+ \ o e按照断裂特性可以分为三种碳化铝磨料： - w. E& c: @" b& q0 }# G2 a8 _
客户可以有以下更为广泛的选择范围：19A、23A、27A、29A、32A、38A、DA、50A、57A、RA、DRA、87A、93A、PSA、50C、5CRA、3CRA、100A等。& D4 \8 d* E8 ^. R7 `
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4 Y- Q) t8 N1 j3 v2 F◆ 深色、耐用氧化铝（57A）和单晶体氧化铝（32A）用于钢制零件的一般内部磨削。 7 i+ f) O$ @% Y% ]
◆ 白色、易碎氧化铝（38A）非常适合特硬钢的干磨削或轻磨削，因为它的冷却和自修整作用。（当磨削压力增大后易碎磨料会断裂，暴露出锋利的切边） 5 F. x1 {3 C `3 n$ T0 p. q
◆ 粉色氧化铝（25A）磨削特性与38A很相似并且显示出很好的外形保持特性。 ' E% }7 k x, h6 [- N3 i+ t! |
4 Q6 K2 t+ [! \$ B! X0 f- |另外，53A是黑色氧化铝和白色氧化铝的混合，其特性界于57A 和38A之间。
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! E/ E" c( n v" r0 d& \" s, K0 `磨削量，磨削精度和表面光洁度 ' [) C* T- G3 g
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按常规，粗糙的磨粒用于高磨削率，因为这样的砂轮通常允许大的磨削量。但是，如果工件材料是硬制钢或一些其他很难渗入的合金，则应该使用略微精细的磨料，由于与工件有更多的磨削点，砂轮会更加快速的进行磨削。
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* x+ h# l2 w: x0 z, f' ^" z为保持尺寸精度，非磨削砂轮是很重要的。非磨削砂轮有相当小的压力，并且在精密加工时是非常重要的影响因素。例如，一个内圆需要0.005英寸到0.008英寸的圆角半径，砂轮磨料尺寸应当为100到150。在光洁度操作中，通常是更好的光洁度需要更加精细的磨料尺寸和冷却磨削砂轮。冷却磨削可以使磨削热产生的变形减小到最少，并且可以快速和一致的生产精密零件。 1 H2 G$ _) S) w" Q" {% g! ]' a
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接触面积 9 s! G( x+ n& M, P+ L* _8 |
% r9 g7 n- A E1 m" t, w5 [与外圆磨削相比，内圆磨削具有更加大的接触面积。尤其在小孔磨削时，因此需要使用比孔略小的砂轮。与工件的接触面大必须使用相对软等级的砂轮，并具有开式结构以提供充足的磨屑清理空间。 7 \8 g4 R- x1 X1 W
$ c ^4 R9 l: y$ _' H( c2 S# A关于砂轮的尺寸，过大的砂轮会有低压力和变钝的问题。过大尺寸的砂轮还会阻止冷却液，导致磨削区域非常低的磨屑去除。相反，一个砂轮如果太小就不能有效率的工作，因为没有足够大的磨削面积，并且由于工作在过大压力下会过度磨损。通常，当砂轮的尺寸磨损至原有尺寸的70%时就需要更换他们了。 9 |2 _8 m" K: ?, O
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工件和砂轮的转速以及操作因素 1 l( T0 p$ C! s# P9 L K# ]$ q8 H, }
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工件相对砂轮旋转越快，更大的力会加在砂轮上，两者中软的一者会起作用。相反，当砂轮尺寸增加时，施加在砂轮的力会减小，相对硬的砂轮的起作用。对Bednarski来说，典型的砂轮速度大约在8,500 sfpm,但可分布于4,500 到 12,500 sfpm。
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砂轮转速因素 9 M4 `# Y' A' J& H5 T8 Y3 d
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◆ 如果可以的话，保持正确的圆周速度并使用不变的表面速度。
8 c' m8 l" ^& W3 o2 Z◆ sfpm = 砂轮 rpm ×砂轮×0.2618 1 r9 X d, S! X) V4 v; i! {
◆ 小的砂轮转速会起到“软作用”，而快的砂轮速度会起到“硬作用” / s) ^ M7 y# A8 v
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工件速度的经验法则 : X7 J+ U7 v3 G: i3 t, R+ N: ~- d
. Y3 O8 V& E0 |& l, \2 Z% B# z0 e3 I. |◆ 工件速度与砂轮速度的比率应当在25:1和65:1之间。
9 e/ |$ C4 o) ?* g: l2 Z◆ 对于材料硬度为Rc50或者更小：sfpmwheel = sfpmwork ÷ 30。
0 H/ H$ a+ S3 I◆ 对于材料硬度为Rc51或者更大：sfpmwheel = sfpmwork ÷ 55。
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操作因素 9 i( T; x6 }# [2 W8 v8 I
1 A( @( `! n% ~, g◆ 对硬度为Rc50或更软的材料来说，横进给率起点为：粗切率使用0.00015 英寸到0.00010英寸的每工件砂轮旋转的去除率。光洁切除率采用0.00005 英寸到0.00003英寸。 ( G) n; [2 a+ b+ K& R. @
◆ 对硬度为Rc51或更高的材料来说，横进给率起点为：粗切率使用0.00010 英寸到0.00005英寸的每工件砂轮旋转的去除率。光洁切除率采用0.00005 英寸到0.00003英寸。 & ^: n1 l- P* s! u8 [+ c V9 o% K
◆ 震荡率通常为75ipm到125ipm。起点，使用0.2×砂轮宽度× rpmwork * w; y5 Z/ Y3 m# B
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磨削系统刚性 7 u( o( q( S D% F
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成功的磨削系统需要刚性，选择合适的砂轮轴或主轴是非常必要的。要确定正确的砂轮轴，加工车间必须考虑砂轮磨损。在允许砂轮磨削工件和被修整的前提下选择最短的。 / o! d y8 u4 s5 D& f7 X; Q
关于砂轮轴的长度与砂轮轴直径的比率，使用尽可能最短的砂轮轴长度和最大的砂轮轴直径。 . I- a; C. ^, ?6 {, l6 s
5 H, I2 r* W: g0 I" J& O◆ 比率小于3:1会产生可靠的性能和最短的加工时间。
0 }$ M6 i! D) t: G0 q& c; X& c& f◆ 比率界于3:1 到 6:1通常作为边界选择。
: q- Q+ R' S: l4 v$ ]) a3 R◆ 比率大于6:1会导致诸如饶度、锥度、震颤和长的加工时间。
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7 Q5 q% j) K7 e) u% j# J/ t' Q表格：根据孔的尺寸推荐内圆磨床的砂轮尺寸 7 x5 S9 R4 c, T% r
孔的直径 (英寸)砂轮直径(孔的尺寸的百分比计算% ) |
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