当不锈钢的磨削加工

不锈钢的磨削加工

1 前言

不锈钢零件为达到表面质量和加工精度要求，通常采用磨削加工方法。由于不锈钢韧性大、导热系数小、弹性模量小，故在磨削加工中常存在如下问题：

1)砂轮易粘附堵塞；2)加工表面易烧伤；

3)加工硬化现象严重；4)工件易变形。

不难看出，砂轮和磨削液的选择直接影响磨削效率和加工精度。本文对影响粘附堵塞和表面粗糙度的因素进行实验研究。

2 实验条件和方法

试件材料选用1Gr18Ni9Ti,其机械性能：σb=530MPa、σ=40%、硬度HB=187.试件尺寸直径φ50mm、长300mm、φ50外圆表面精车，两端面打中心孔。实验在MGB1420外圆磨床上进行，砂轮为P400×40×203,磨削方式为外圆纵向磨削，为提高试验结果的可靠性，进行重复试验，观察平均效应，消除随机因素的影响，同时尽量保持磨削条件基本不变，通过改变砂轮的粒度、硬度、磨料，更换磨削液、磨削用量来考查对磨削效果的影响。

3 实验结果分析

3.1 砂轮的粒度对粘附率的影响

选用的白刚玉、硬度K、粒度分别为36、46、60、80号的四个砂轮，对试件进行外圆纵向磨削，磨削长度为600mm,检测粘附率，结果如表1所示：

从表1中可以看塑料造粒机作业触及国民经济的广泛领域出，砂轮越细，粘附越严重，这是由于磨粒之间存在着空洞，磨削时切屑可存于空洞中；而砂轮越细，空洞越小，砂轮很快失去容屑空间，造成堵塞。

3.2 砂轮硬度对粘附率的影响

选用磨料为白刚玉、粒度46,硬度分别为H、J、K、L级的砂轮，对试件进行磨削，磨削行程600mm,检测15年增长了10多倍粘附率。结果如表2所示:

从表2中可以看出，砂轮硬度越高，粘附越严重。这是由于硬度低的砂轮，磨粒在磨削力作用下，易于从砂轮表面脱落，形成新的容屑空间，不易堵塞。

3.3 磨料对粘附率的影响

常用砂轮磨料有白刚玉和绿碳化硅两种，实验表明，两种磨料对粘附率的影响，差别不大，绿碳化硅可稍减轻粘附现象，原因是性脆而锋利。

3.4 磨削液对表面粗糙度的影响

分别使用乳化液三种，无机盐磨削液和油基磨削液，加入硫、氯等极压添加剂，观察有冲击振动现象加工后工件的表面粗糙度，磨削液的流量为20L/min、磨削行程为600mm,实验结果如表3所示。

由表3可以看出，表面张力小，含有极压添加剂，磨削获得的表面质量好。合理使用磨削液，能改善散热条件，磨削液能将磨削屑和脱落的磨粒冲掉，同时在金属表面形成油膜，起润滑作用，降低工件表面粗糙度。

3.5 磨削用量对粘附率的影响

工件转速、进给量及磨削深度对加工影响不大，从表1、2也可以看出，磨削深度的改变，对粘附率影响很小。

4 结论

1)磨削不锈钢时，减小砂轮的粘附阻塞是提高磨削效率的重要因素，加工中要经常修整砂轮，保持切削刃的锋利。

2)磨削不锈钢的砂轮选用自锐性好的砂轮是主要目标，一般选用硬度低的砂轮效果好，但也不能选择硬度太低，否则磨粒未磨钝就脱落。推荐选用J级。

3)为减小磨削时砂轮的粘附阻塞，应选用粗粒度的砂轮。粗磨时用36、46号粒度，精磨时选用60号粒度。

4)磨削不锈钢时，采用GC砂轮可提高磨削效率。

5）磨削液选用必须兼顾润滑和清洗两种作用，供给充足，可选用表面张力小，含极压添加剂的乳化液，可获得高的表面质量。

6)磨削用量的选择可根据加工这类全新的技术在注塑加工汽车部件时保持非活性状态余量确定。

7)实验过程中发现，砂轮的组织和结合剂对不锈钢的磨削过程有一定的影响，目前受实验手段限制，有待进一步研究。