高速钢具有优良的机械性能,热处理后具有较高的硬度和耐磨性,且在560C以下能保持较高的热硬度,是一种重要的工具材料,主要用于制造切削刀具和冷作模具。立方氮化硼磨具具有高硬度、高强度和导热性好等优点,在国外已广泛应用于高温合金、钛合金、高速钢等难加工材料的磨削加工,但是国内在立方氮化硼磨具应用方面和国外有很大差距。本文使用树脂结合剂CBN砂轮磨削高速钢,对磨削过程中的温度信号进行了测量和分析。
2,磨削功率P用GX-3数字功率仪测量,通过DEWE-2010动态信号分析仪采集。磨削时依靠电偶片的延展性在砂轮磨过工件表面时搭接在一起形成热电偶,热电偶的热电势采用DEWE-2010动态信号分析仪来采集。改变磨削深度ap和工作台速度vw两个参数进行为的是拟合的结果,曲线1表示的是实测的温升曲线,曲线2表示的是三角形分布热源的理论磨削温度,曲线3表示的是均布热源的理论磨削温度。对比曲线1、曲线2和曲线3,很明显看出,应用树脂结合剂CBN砂轮磨削高速钢时的温度曲线形状与三角形分布热源的理论计算曲线比较吻合,而与均布热源的理论曲线形状相差较大,这说明树脂结合剂CBN砂轮磨削高速钢时磨削弧区内的热源分布更接近三角形分布。
因此,应用三角形分布热源对实测曲线进行拟合。表示在工作台速度为0.05m/s、名义磨削深度为0.01mm的条件下**个磨削行程的温度拟合曲线,当热量分配比例为0.23的时候,理论曲线和实测曲线比较吻合。因为拟合的只是**个磨削行程时的温度曲线,所以在理论计算的时候实际磨削深度取值0.002mm.所得热量分配比例结果如所示。
从中可以看出,应用树脂结合剂CBN速钢工件,如此低的热量传递给了工件是因为高速钢热导率的50多倍,砂轮磨削高速钢时,大约有8%33%的热量传递给了高CBN的传热能力很强,CBN的热导率为1300W/mK,是了树脂结合剂CBN砂轮而不是高速钢工件。
4结论在机床刚性不能保证一定性完成名义切深的条件下,工件表面温升不是一个磨削行程的曲线,而是同一切深内不再出现温升曲线前所有磨削行程温升的叠加。
拟合结果表明,热源呈现三角形分布。
在本文实验条件下,树脂结合剂CBN砂轮磨削高速钢时,不到1/3的热量传递给了高速钢工件。