砂轮基础知识课件.ppt

,磨加工操作工培训资料,北京南口斯凯孚铁路轴承有限公司,资料来源：SKF磨加工培训课程,-,目录,1、SKF磨加工系统,3、砂轮的基本知识介绍,4、砂轮使用的安全常识,1,SKF Organisation,Slide 3,27.03.2004 Code SKF,SKF磨加工系统,-,为什么要参加该课程？,学习本课程是为了培养你在发生问题时，能做出自己决定的能力。其原因是为了降低成本，提高质量。,各工序之间的关系十分重要。这影响到质量和产量。,表面粗糙度不够好波纹度超差，可能导致轴承寿命缩短轴承形状超差，导致轴承寿命缩短磨削表面的磨削痕迹，可能导致轴承寿命缩短,-,通过磨加工使工件的尺寸，形状轮廓达到要求。经磨加工的表面必须达到要求，才能通过超精加工为客户制造出质量可靠的轴承。采用磨加工是因为这是一种常用的方法使工件达到高精度轴承的正确尺寸，形状和表面粗糙度。为了达到这样的目的，我们必须关注以下参数：尺寸，形状，表面粗糙度，波纹度和经济因素。,为什么要进行磨加工？,磨加工按加工部位可分为以下几类：磨削端面，磨削内径，磨削外滚道，磨削内滚道，磨削外径,3,砂轮的基本知识介绍,SKF Organisation,Slide 6,27.03.2004 Code SKF,-,什么是砂轮？,砂轮由玻璃粉末（结合剂）和磨料（氧化铝，碳化硅等）组成。将它们混合在一起然后称重并放入一个钢制模具中。混合物在一定的压力下被挤压然后从模具中压出。接着被放入一个炉子内当温度到达1050C时结合剂融化。这种砂轮叫做陶瓷结合剂砂轮，SKF普遍采用这种砂轮。砂轮是一种圆形的精确的工具，它是由成千的尖锐磨粒与结合剂混合而成。,尖锐磨粒（磨料）就是切削工具，可以是氧化铝、碳化硅、立方氮化硼或金刚石,-,砂轮按加工方式分类,1 无心磨1a. 导轮1b. 砂轮2. 外沟槽磨削3. 内沟槽磨削4. 端面磨5. 内径磨,-,砂轮切削刃1.气孔2.磨粒3.结合剂 4.正切削刃5.负切削刃6.磨屑空间7.磨擦磨粒,砂轮是如何工作的？,-,砂轮是如何工作的？,为使砂轮能去除硬的金属就需要使它旋转。砂轮以正确的速度旋转，然后接触磨削表面。随着砂轮的进给金属被去除并变成碎屑，陶瓷结合剂中的气孔有空间使得磨削液对磨料与零件表面磨削的接触区域进行冷却与润滑。同样有助于去除磨削区域的金属屑。,-,标准砂轮标记系统举例,磨料类型 粒度等级 结构 结合剂类A 刚玉粗:8 至36软:E至I 紧 V 陶瓷C 碳化硅中:46至120中:J至M 115 B 树脂细:150至600硬:N至Z 松 R 橡胶,生产商代码,-,磨料,最开始制造砂轮时使用的磨料来自于希腊的Naxos岛。此岛盛产金刚砂，现在称刚玉（氧化铝）。现在砂轮中所有的磨料都是在一定的状态下在加热炉中制成。结果是人工合成的磨粒比天然的具有更好的性能。世界各地的砂轮制造商提供各种类型各种形状的砂轮使加工的零件达到质量、形状及表面粗糙度的要求。主要的磨料类型有五种。标准磨料A 刚玉 B 碳化硅 C 烧结刚玉陶瓷超硬磨料A 立方氮化硼 B钻石,-,棕刚玉含有3%的氧化钛，因此它是棕色的。当磨削淬硬的高强度钢时使得它的磨粒非常坚硬并长时间保持锐利。棕刚玉主要用于大尺寸使用树脂结合剂的砂轮。白刚玉非常纯净易碎。这就是说它的磨料非常锐利，与较硬的磨料（棕刚玉）相比砂轮可以使用较低的主轴功率，磨削速度就很快。当磨削SKF3和航空M50材料时它是最好的。,刚玉,SG，cubitron 或 SG（烧结刚玉）烧结刚玉是以一种特殊的方式制造的。0.30.8m的小磨粒烧结在一起形成一个单个磨粒。这种磨料叫作微结构磨料，它不同于普通的刚玉。这种磨料具有更锐利，更硬，甚至更多的磨粒。不同于普通刚玉的是它没有磨损平面，由于小磨粒脱落而使得砂轮锐利。,-,刚玉,刚玉磨料由铝矾土制成。将铝矾土用化学药品洗净，碾碎然后制成不同的尺寸。这些磨粒并不是所有的都具有相同的形状，磨粒强度弱的部分破裂我们称之为剪切面或分裂面。磨削过程中磨粒会磨损产生平面。这会使砂轮变钝。当平面太多时砂轮就需要修整。,刚玉磨料不导热，在别处是作为阻热和电阻材料。刚玉有很多种，SKF最常用的是棕刚玉和白刚玉。,-,刚玉的分类,-,磨料的特性,硬度是一个相关术语，通常定义为一个磨料晶粒刮擦或渗入另一物质的能力。下图给出了不同磨料间的硬度比较。,钻石立方氮化硼碳化钒刚玉碳化钨淬硬钢低碳钢,Knoop硬度系统是一种材料强度的比较方式。易碎性是磨粒破碎从而产生新切削刃的能力。,-,磨料的特性,刚性是指磨料经受热和机械冲击的能力。使用时，磨料必须能够承受磨削过程中磨料磨擦和切削工件所产生的热量以及加工过程中的碰撞冲击和压力。磨料易碎性是磨粒沿分裂面破碎而产生新切削刃的能力。磨料会产生各种不同的力。磨料中某处弱的磨粒因较小的力便破碎而其它磨粒则要求较大的磨削力才会沿分裂面破碎。在实际应用中要注意不同类型磨料易碎性的区别。当磨床刚性弱时，建议使用弱的磨料，其切削时磨削力低。,-,粒度,什么样的粒度是适用的，怎样对其进行测量？制造砂轮的粒度标准是在欧洲磨具制造商联盟(FEPA)颁布的标准中指定。,砂轮的粒度选择是非常重要的，因为它对圆度、金属切削率和表面粗糙度有很大的影响。当粒度减少时，表示粒度的数字会增大。例如粒度为80的磨粒平均直径是180m，粒度为36的磨粒平均直径是500m。,-,SKF (China) Investment Co Ltd.,磨粒是怎样分级的？,将磨料碾碎后，用滤网将磨粒分成不同尺寸。按照FEPA标准，每平方英寸的滤网被分成许多小方块，去覆盖每一个磨粒。一平方英寸36目的滤网被分成3636个小方块，一平方英寸80目的滤网被分成8080个小方块。,-,SKF (China) Investment Co Ltd.,-,SKF (China) Investment Co Ltd.,粒度的选择,选择砂轮粒度时，以下几个方面应当考虑：,零件材料磨削低碳钢时，应选用粗粒度，但对于淬硬钢的磨削中等或较精细粒度较好。金属切削快速切削金属应选用粗磨粒。粗磨粒与精细磨粒相比其切削刃切削金属更深、更快。零件表面粗糙度和精度粗磨时应使用粗粒度快速去除金属，但要使零件得到好的表面粗糙度和精度就必须使用精细粒度。磨加工类型与通过磨削相比，切入式磨削使用精细粒度砂轮。,-,SKF (China) Investment Co Ltd.,砂轮粒度与粗糙度的关系,砂轮粒度越小，切削速度越慢。零件表面粗糙度越好， 磨粒磨损越慢零件表面会产生不可接受的磨痕（振纹）砂轮粒度越大，切削速度越快。零件表面粗糙度越差， 磨粒磨损越快,当磨削工序需要去除很多材料时，使用大粒度磨料。零件表面将会非常粗糙。当去除少量材料时使用小粒度磨料。一个工序中如果既有粗磨又有精磨，那么所选择的磨粒必须最终使零件表面粗糙度达到技术要求,-,砂轮硬度,砂轮等级用以说明砂轮结合剂的强度。通常称之为砂轮硬度。为得到好的磨削效果，结合剂强度应足够大以使磨粒处于适当位置直到磨粒变大磨损变平为止。随后磨粒必须脱落或破碎以产生新的锐利切削刃。这并不容易做到，但是选择正确的砂轮等级将有助于避免或减少零件表面的磨削烧伤。标准砂轮的等级由FEPA按字母顺序从C（软）至Z（硬）给出。结合剂强度越高，砂轮越硬。,-,砂轮硬度,-,如何选择砂轮硬度,选择砂轮等级时应考屡下列因素。,加工零件材料的特性和磨削留量零件精度砂轮速度砂轮宽度振纹振动磨削液切入式磨削波纹注意！如果你选择太硬的砂轮，可能就会产生振纹、波纹或烧伤问题。,-,砂轮硬度和砂轮寿命的关系,当砂轮等级（硬度）从G到K增加时，其寿命逐渐变长，当等级从K到G降低时，其寿命逐渐变短。但是要注意当从G到K提高砂轮硬度时，加工零件表面可能会产生烧伤。同样，当从K到G选择较软的砂轮时，加工零件的表面粗糙度较差。,-,砂轮的组织号,砂轮中磨粒间的空间需符合FEPA标准。砂轮结构说明了砂轮表面的松紧程度。最紧的砂轮结构用数字1表示，最松的结构用数字15表示。SKF通常所使用的砂轮结构介于5到8之间。砂轮结构越松结合剂强度越弱。砂轮结构越紧结合剂强度越大。无论如何，当磨粒的空间增大时，更大的空间可以将冷液送至磨削表面，从而将磨削金属屑带走。,-,砂轮组织号的选择,加工零件材料技术要求与金属切削对于粗磨工序，需要选用松结构砂轮以便于大的金属屑被磨掉而又不会粘在砂轮表面。但加工零件表面粗糙度将会很差。在精磨工序，由于金属屑尺寸小，可以使用结构较紧的砂轮，零件表面粗糙度也会更好。砂轮与零件接触面在砂轮和工件之间有一个大的接触面，例如内孔磨削，就有必要使用松结构砂轮将冷却液带进磨削表面有效地带走金属屑。,-,结合剂,定义：,砂轮中用来将磨粒结合在一起的材料叫结合剂,砂轮制造商可以通过改变结合剂成分来改变其强度。砂轮是在高温下制造，磨粒间结合的很强。,-,结合剂的分类,陶瓷结合剂符号,树脂结合剂符号,橡胶结合剂符号,菱苦土结合剂符号,-,树脂砂轮的贮藏寿命树脂砂轮如果保存时间过长会对砂轮外表面产生严重影响。这种砂轮保存时间不应超过两年，因此必须确保首先使用旧砂轮。最好是当制造商将砂轮运到时在砂轮上标上日期。要先进先出。橡胶结合剂橡胶结合剂用于无心磨加工中导轮的制造。,注意事项,-,选择一个砂轮的技术要求,工艺稳定性 磨削材料的数量 每一零件的砂轮成本 磨削表面质量（圆度、形状和粗糙度） 磨削零件所要求的循环时间 整个砂轮的寿命 砂轮更换频次 砂轮更换时间,-,理想的砂轮,易于调整和修整 磨削期间，磨粒破裂和结合剂磨损必须是在受控和一致的情况下，这样砂轮的磨损才会较小。 砂轮会长时间的保持圆形和锐利。无论是在砂轮寿命周期内还是更换 砂轮后，都能加工出质量一致的零件。 砂轮必须能以要求的金属切削率有效地去除金属。在其寿命周期内，修整后的砂轮能够加工出所要求的零件数量。 砂轮中的磨粒应当以小的磨削力，产生最少的热量，轻松地切削金属。生产出符合公差和粗糙度要求，没有磨削烧伤的零件。,与通道技术人员和供应商一起共同改进砂轮质量。,4,使用砂轮的安全常识,SKF Organisation,Slide 34,27.03.2004 Code SKF,-,砂轮的修整,A.这种切削点被摩擦磨平的磨损叫钝化。当任何砂轮上尖锐的磨粒切削硬的金属材料后，磨粒被磨平，则需要更大的力磨削工件。,B这种形式的磨损叫磨粒破裂。在磨平的磨粒和工件之间不断增加的力导致磨粒破裂，产生新的尖锐切削点。,C这种形式的磨损叫粘合剂破裂。当力更高的时候，粘合剂将会破裂。,砂轮的修整可分为: 整圆, 整形, 精修,-,修整砂轮的方法,有两种方法修整砂轮。 固定工具：单点，多点，单晶金刚石工具。 旋转工具：金刚石滚轮。 常规的修整方法是用装有一个或多个单晶金刚石的特定工具修整砂轮。,-,砂轮修整参数,修整时冷却液必须浇注金刚石修整工具和砂轮上轴向进给量：(fad): 金刚石修整工具在旋转砂轮上轴向速度。单位：m/rev轴向修整速度：(vfad): 金刚石修整工具在旋转砂轮上轴向速度。单位：m/sSKF设备上设置通常为m/s.转换公式如下:,-,砂轮修整参数,aed: 金刚石工具切入砂轮深度。单位：m,frd: 砂轮每转一周，金刚石笔的进给量，单位：m/rev,固定工具,旋转工具,-,使用金刚石修整工具注意事项,金刚石在正常气压下是稳定的，但在温度达到600 C以上时，它将会变成石墨。这就是为什么用金刚石修整砂轮时必须使用冷却液。尽管金刚石是目前所知最硬的材料，但当修整普通磨料砂轮时仍会磨损。当金刚石磨损时，表面将会钝化。这会改变它的工作方式，当钝化严重时，切削表面将会发生变化。这意味着被磨削表面精度更好，但切削力要求更大，可能会烧伤工件。,1个单点金刚石工具上的单晶天然金刚石大小约为0.5到1或2克拉。这种修整工具与砂轮中心线夹角为5到10单点金刚石工具必须定期转动以保证总具有尖锐的切削刃，因此单点金刚石工具使用不是很广泛。多点天然金刚石修整工具，由于许多金刚石用粘结剂粘结，使用时间较长。选择修整工具时，金刚石的大小是很重要的。大的金刚石应用来修整粗粒度的普通磨料砂轮，对于细粒度的砂轮，小的金刚石已足够。,你知道吗？克拉是用来衡量金刚石重量的单位。1克拉是豆角树上的一个豆子。,5,电磁无心卡具,SKF Organisation,Slide 40,27.03.2004 Code SKF,