花岗石具有优良的耐腐蚀性和抗风化能力,大量使用于建筑装饰。传统用于花岗石磨削的单层磨料金刚石砂轮主要是电镀砂轮,它有优良的形状保持能力和尺寸稳定性;单层结构决定了它可以达到很篼的工作速度。但电镀金刚石砂轮也存在把持力小,磨粒裸露高度和容屑空间小,金刚石利用率低,易造成环境污染的明显缺陷。为了更充分发挥单层超硬磨料砂轮的优势,国外20世纪90年代初开始以高温钎焊替代电镀开发单层超硬磨料砂轮,目的是利用钎焊的化学冶金结合,改善结合强度,可使磨料裸露高度达到磨料高度的70%~80%,容屑空间大,不易堵塞,有效磨料切刃更多、更锋利,在高效磨削中更能显示出其无可比拟的优势。反映了固定进给量143mnvs-1时磨削力随磨削深度的变化趋势,其余三种进给量有相似的趋势,从图中可见Fn与Ft在固定进给量下随切深的增加而增大,随磨削线速度的增加而减小。
这主要是随切深的增加,磨削体积相应增大,每颗磨粒切削厚度增大,从而使单位时间功耗增大,磨削力也相应增大;而随切削速度的增大,单位时间参加切削的总磨粒数增多,使每颗磨粒切削厚度减小,单位时间内功耗减小,导致磨削力减小。由于磨屑厚度变薄,在磨削效率不变时,法向磨削力随磨削速度的提高而大幅度减小,从而减小磨削过程中的变形,提篼了工件的加工精度。但是磨削速度不能太大,否则会加剧砂轮的热磨损,引起金刚石的脱落,并且还会引起磨削系统的振动,反而增大加工误差。
2.2磨削进给置对磨削力的影响反映了固定切深~ =0.06时磨削力随磨削进给量的变化趋势,其余三种切深有相似的g势。从图中可见Fn々Ft在固定切深下随磨削进给量的增加而增大。这主要是随着进给速度的增大,切肖j 2.3磨削参数对磨削力彩响程度分析磨削力是合理选择磨削参数的关键资料,也是深人研究和探讨磨削过程、磨削机理的基础。采用三元回归法来求出磨削法向力Fn和切向力Ft与磨削深度、进给速度和磨轮线速度的数学关系模型,可较好比较出和%对磨削力的影响程度,有利于磨削参数的优化选择。在这里采用指数型公式来表征磨削力的变化规律,设将磨削力的基本公式取自然对数,得到回归方程如下:(4)图s磨削力回归方程及图示这就成为线性关系,可以用三元线性回归法来处理数据。为和卩与各10磨削参量的关系及其三元回归曲线。
单颗磨粒实际承受的平均负荷/n和/t的大小可以计算如下:=;b为砂轮宽度。
为单颗金刚石所受法向力/n和切向力/t与各磨削参量的关系及其三元回归曲线。
石材的磨削过程是砂轮工作面上许多金刚石刀刃进行切削作用的综合。对石材磨削机理挤究表明,花岗石在磨削过程的断裂破碎形式和程度取决于单个金刚石的显微结构和力学性能。单颗磨粒*大切削厚度A/41是研究加工过程中很重要的一个物理量,它直接影响到单颗磨粒的受力情况,磨削加工参数的影响可由来反映。当增大时,An,增大。金刚石刀刃挤压破碎岩石形成压碎域、产生微裂纹和断裂裂纹耗能较大,且磨削接触弧长增大,金刚石砂轮表面有效磨粒数增多,磨削力明显增大。当W增大时,增大,磨削力也随之增大。从可以看出,增大ap和叫都会导致磨削力的增大,但磨削深度对磨削力的影响要比进给速度明显。主要是因为增大磨削深度除了引起切削厚度增大外,还会使金刚石磨粒与花岗石接触弧长随之增大,导致磨削弧区内参与切削的磨粒数增多(增大进给速度磨削弧区内的磨粒数基本不变),而磨削力近似等于单颗磨粒载荷乘以磨削弧区内的有效磨粒数;另外,磨削弧区增大使排屑困难,砂轮由于摩擦作用而磨损加剧,也会导致磨削力增大。因此从这两方面看,《p对磨削力的影响要比巧大。而增大%会导致磨削力下降,这主要是增加%时,/im减小,使单颗金刚石磨粒承受的载荷减小,机械磨损也相应减弱,导致总磨削力减小。由可知,对单颗金刚石来说,进给速度对磨削力的影响要比磨削深度明显。
由以上分析可得,磨削三要素对磨削力的影响程度各有不同,因而可以通过调整磨削参数来控制磨削力的大小。在实际磨削过程中,在保证磨削效率及金刚石冲击强度允许的情况下,应尽量提篼砂轮圆周线速度%,适当减小磨削深度,这样有利于降低磨削力的大小。但是对于影响金刚石磨损的/和/t来说,t*f对它们的影响要比ap明显,A为负影响。
3结论增大磨削深度和进给速度都会导致磨削力的增大,增大转速会导致磨削力下降。
磨削用量三要素对磨削力的影响程度,磨削深度*大,进给速度次之,转速产生负影响,因此实际磨削过程中,在保持生产效率的情况下,应尽量提高砂轮圆周线速度,适当减小磨削深度,这样有利于降低磨削力的大小。
磨削用量三要素对单颗金刚石所受磨削力的影响程度,进给速度*大,磨削深度次之,转速产生负影响。