研究工作表明北拔,在對(duì)灰口鑄鐵工件進(jìn)行車削加工時(shí)以搏,陶瓷轉(zhuǎn)位刀片的使用和磨損特性在很大程度上會(huì)受到切削面的磨削加工的影響钉拯。
盡管輕金屬决榔、塑料和復(fù)合材料的使用比例越來越大乡鼻,但是灰口鑄鐵在建筑材料領(lǐng)域里仍然占據(jù)著重要的地位栽斑。其重點(diǎn)應(yīng)用領(lǐng)域是對(duì)車輛和機(jī)器設(shè)備的大批量加工韭赘。在這個(gè)領(lǐng)域里,所要求的加工數(shù)量巨大脉漏,而加工時(shí)間要短鸠删,加工費(fèi)用要盡可能低。
高效陶瓷可以提高單位時(shí)間的切削量
作為鑄鐵切削加工上的切削材料巧娱,可以優(yōu)先采用高效陶瓷禁添。與高速鋼和硬金屬相比与笛,通常高效陶瓷的熱硬度和化學(xué)耐受能力均很強(qiáng)技乡,采用陶瓷切割材料,如果切削工藝搭配得當(dāng)皇苫,則可以達(dá)到很高的單位時(shí)間切削量烈拉。由此可以極大提高生產(chǎn)效率和生產(chǎn)安全性牛拭,降低生產(chǎn)成本割扬。在切削GJS時(shí)蚯涮,與加工其他鑄鐵材料相比遭顶,刀具的使用壽命明顯縮短棒旗。在很短的加工時(shí)間過后,諸如月牙洼磨損和自由面磨損等典型的磨損形式就顯現(xiàn)出來饶深。轉(zhuǎn)位刀片自由面的預(yù)設(shè)定磨削工藝可以在很大程度上影響到磨損形式。因此,研究工作的目的便是要對(duì)在陶瓷轉(zhuǎn)位刀片切削面磨削時(shí)的工藝調(diào)節(jié)參數(shù)對(duì)灰口鑄鐵加工時(shí)的刀片的使用和磨損狀態(tài)進(jìn)行測(cè)定敌厘。
為了研究磨削工藝流程對(duì)灰口鑄鐵加工中陶瓷轉(zhuǎn)位刀片的使用性能的影響俱两,對(duì)設(shè)有不同工藝參數(shù)的陶瓷轉(zhuǎn)位刀片的切削面進(jìn)行磨削。所使用的是未涂層的SNGN120408型氮化硅(Si3N4)和氧化鋁陶瓷(Al2O3 + ZrO2)轉(zhuǎn)位刀片舶酒。此類材料的特性,就如同硬度高逐程、可切削性差和塑性可變形性低等特性一樣飒自,對(duì)于磨削工藝流程設(shè)計(jì)來說非常關(guān)鍵确奄。因此,陶瓷材料在切削和進(jìn)給速度可變化的情況下僻跳,通過采用平面圓周磨削工藝和磨削油,在反向上接受加工茶月。作為刀具,則采用一種顆粒為D64和密度為C100的合成樹脂和合成陶瓷的金剛石磨盤鹉动。
磨盤參數(shù)對(duì)磨削作業(yè)力的影響
在磨削過程中泽示,采用三元壓力計(jì)來測(cè)定作業(yè)力。對(duì)相關(guān)磨削參數(shù)對(duì)磨削力的影響程度作了研究捎泻。然后,在恒定的工藝參數(shù)(Vc =400m/min埋哟,f=0.15mm笆豁,ap=1mm)和外側(cè)縱向車削工藝下,在GJS-600試驗(yàn)材料上投入使用切削面經(jīng)過拋光的轉(zhuǎn)位刀片赤赊。試驗(yàn)結(jié)構(gòu)見圖1。在經(jīng)過一段特定的加工時(shí)間之后哄孤,可以得出月牙凹深度和磨損痕跡寬度以及磨損表現(xiàn)形式,以便對(duì)磨損狀態(tài)作出評(píng)價(jià)诽矩。
在對(duì)所選擇的陶瓷材料進(jìn)行磨削加工中,正常磨削力和所使用的兩個(gè)磨盤的切削皿进、進(jìn)給速度之間的關(guān)系辕寺。當(dāng)工藝參數(shù)恒定時(shí),進(jìn)給速度的提高會(huì)與切削力的上升緊密相連臊瞬。當(dāng)進(jìn)給速度較高時(shí)误扯,磨盤可在較短的時(shí)間內(nèi)削下相同的材料量。這會(huì)導(dǎo)致磨盤受到較高的載荷和較大的切削力银景。而切削速度加大則會(huì)導(dǎo)致切削力的減小骇瓦。這主要是因?yàn)樵诿總€(gè)單位時(shí)間內(nèi)每個(gè)顆粒所受到的載荷較小。
在使用陶瓷金剛石磨盤時(shí),所出現(xiàn)的切削力要明顯小于在采用合成樹脂磨盤時(shí)的切削力君铁。其原因主要是兩者粘合材料的磨損特性不同检碗。金剛石顆粒更快速地從粘合部位脫落,新的尖狀顆粒接著繼續(xù)切削码邻,從而導(dǎo)致較弱的切削力折剃。
此外像屋,還可以測(cè)得所觀察的材料對(duì)切削力影響的效果怕犁。可以看出己莺,在磨削氮化硅陶瓷材料時(shí)的磨削力明顯要高于氧化鋁陶瓷材料的磨削力奏甫。這種差異可以歸結(jié)于材料的不同結(jié)構(gòu)和不同分離機(jī)理的緣由。從氮化硅陶瓷磨削的塑性變形到氧化鋁陶瓷磨削時(shí)的脆性剝落凌受,都存在這種差異阵子。
隨著機(jī)械載荷加大,磨削過程中的進(jìn)給速度也會(huì)隨之上升胁艰,從而達(dá)到切削能力加大和接觸面溫度升高的效果款筑。由于熱影響時(shí)間得以縮短,雖然工件上的溫度梯度有所上升腾么,但是在刀具邊緣區(qū)域并不會(huì)出現(xiàn)對(duì)月牙凹深度造成不良影響的熱載荷浩出。
切削速度上升導(dǎo)致月牙凹深度加大
磨削流程中的切削速度上升會(huì)導(dǎo)致月牙凹深度加大铭梯。切削速度加大,則磨削刀具會(huì)受到更大的熱載荷扶蜻,因此工件的邊緣區(qū)域和紋理結(jié)構(gòu)均會(huì)受到損傷巷同,從而造成刀具在后續(xù)車削流程中的磨損程度進(jìn)一步加快的結(jié)果。
從趨勢(shì)上看搔绿,陶瓷合成金剛石磨盤刀具的月牙凹深度要緩于合成樹脂磨盤刀具的月牙凹深度豁箱。其主要原因在于陶瓷合成磨盤的氣隙較大,磨削冷卻效果較好法顺,因此刀具的熱損傷也就較小归闺。
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