不銹鋼磨加工過程中常存在的難題及對策

不銹鋼零件為達到表面質量和加工精度要求,通常采用磨削加工方法。由于不銹鋼韌性大、導熱系數小、彈性模量小,故在磨削加工中常存在如下問題：

1. 砂輪易粘附堵塞
2. 加工表面易燒傷
3. 加工硬化現象嚴重
4. 工件易變形

從以上我們看出,砂輪和磨削液的選擇直接影響磨削效率和加工精度。本文對影響粘附堵塞和表面粗糙度的因素進行實驗研究。

1砂輪的粒度對粘附率的影響

選用的白剛玉、硬度K、粒度分別為36、46、60、80號的四個砂輪,對試件進行外圓縱向磨削,磨削長度為600mm,檢測粘附率,砂輪越細,粘附越嚴重,這是由于磨粒之間存在著空洞,磨削時切屑可存于空洞中;而砂輪越細,空洞越小,砂輪很快失去容屑空間,造成堵塞。

2砂輪硬度對粘附率的影響

選用磨料為白剛玉、粒度46,硬度分別為H、J、K、L級的砂輪,對試件進行磨削,磨削行程600mm,檢測粘附率。砂輪硬度越高,粘附越嚴重。這是由于硬度低的砂輪,磨粒在磨削力作用下,易于從砂輪表面脫落,形成新的容屑空間,不易堵塞。

3磨料對粘附率的影響

常用砂輪磨料有白剛玉和綠碳化硅兩種,實驗表明,兩種磨料對粘附率的影響,差別不大,綠碳化硅可稍減輕粘附現象,原因是性脆而鋒利。

4磨削液對表面粗糙度的影響

分別使用乳化液三種,無機鹽磨削液和油基磨削液,加入硫、氯等極壓添加劑,觀察加工后工件的表面粗糙度,磨削液的流量為20L/min、磨削行程為600mm,實驗結果如表3所示。

可以看出,表面張力小,含有極壓添加劑,磨削獲得的表面質量好。合理使用磨削液,能改善散熱條件,磨削液能將磨削屑和脫落的磨粒沖掉,同時在金屬表面形成油膜,起潤滑作用,降低工件表面粗糙度。

5磨削用量對粘附率的影響

工件轉速、進給量及磨削深度對加工影響不大,從表1、2也可以看出,磨削深度的改變,對粘附率影響很小。

最后我們得出:

• 磨削不銹鋼時,減小砂輪的粘附阻塞是提高磨削效率的重要因素,加工中要經常修整砂輪,保持切削刃的鋒利。
• 磨削不銹鋼的砂輪選用自銳性好的砂輪是主要目標,一般選用硬度低的砂輪效果好,但也不能選擇硬度太低,否則磨粒未磨鈍就脫落。推薦選用J級。
• 為減小磨削時砂輪的粘附阻塞,應選用粗粒度的砂輪。粗磨時用36、46號粒度,精磨時選用60號粒度。
• 磨削不銹鋼時,采用GC砂輪可提高磨削效率。
• 磨削液選用必須兼顧潤滑和清洗兩種作用,供給充足,可選用表面張力小,含極壓添加劑的乳化液,可獲得高的表面質量。
• 磨削用量的選擇可根據加工余量確定。
• 實驗過程中發現,砂輪的組織和結合劑對不銹鋼的磨削過程有一定的影響,目前受實驗手段限制,有待進一步研究。