二、磨削用量
(一)磨削加工的相对运动
在磨削过程中,为了切除工件表面多余的金属,必须使工件和刀具作相对运动。图3-4所示为外圆、内圆和平面磨削的运动。
图3-4 磨削的运动
(a)外圆磨削(b)内圆磨削(c)平面磨削1-主运动;2、3、4-进给运动
1.磨削运动的分类
(1)主运动:直接切除工件表面金属,使之变为切屑,形成工件新表面(已加工表面)的运动。主运动一般为一个,图3-4中的1即为砂轮的旋转运动为主运动,其运动的速度较高,消耗的切削功率较大。
(2)进给运动:使新的金属层不断投入磨削的运动。图3-4中的2、3、4均为进给运动,视磨削方式的不同,其运动方向有所区别。
2.不同磨削方式的进给运动
(1)外圆磨削(图3-4a)的进给运动为工件的圆周进给运动2、工件的纵向进给运动4和砂轮的横向进给运动3。
(2)内圆磨削(图3-4b)的进给运动与外圆磨削相同。
(3)平面磨削(图3-4c)的进给运动为工件的纵向(往复)进给运动2、砂轮或工件的横向进给运动3和砂轮的垂直进给运动4。
(二)磨削用量
磨削用量即磨削时的切削用量,是切削过程中磨削速度和进给量的总称。以外圆磨削为例,其磨削用量包括砂轮圆周速度、工件圆周速度、工件纵向进给量和砂轮横向进给量四个参数。磨削用量的方向如图3-5所示。
图3-5 外圆磨削用量
(三)外圆磨削的磨削用量
1.砂轮圆周速度
砂轮外圆表面上任意一点在单位时间内所经过的路程,称为砂轮圆周速度,用vs表示,其单位为米/秒(m/s)。砂轮圆周速度可按下列公式计算:
式中:Ds——砂轮直径,mm;
vs=πDsn/(1000×60)
vs——砂轮圆周速度,m/s;
n——砂轮转速,r/min。
砂轮圆周速度又称磨削速度,通常较规范的砂轮圆周速度为35m/s。不同的磨削方式的砂轮圆周速度通常在19~35m/s之间。
砂轮圆周速度对磨削质量和生产率有直接的影响。当砂轮直径减小到一定数字时,砂轮的圆周速度也相应降低,砂轮的磨削性能也明显变差,此时应更换砂轮或提高砂轮转速。
2.工件圆周速度
工件被磨削表面上任意一点在单位时间内所经过的路程,称为工件的圆周速度,用vw表示。其量值比砂轮圆周速度低得多,故单位取m/min,其计算公式为:
vw=πdwnw/1000
式中:dw——工件外圆直径,mm;
vw——工件圆周速度,m/min;
nw——工件转速,r/min。
工件的圆周速度一般为10~30m/min。实际生产中是按加工精度来选择工件的圆周速度。加工精度较高的工件通常取低值;反之,取高值。
3.纵向进给量
工件每转一周相对砂轮在纵向移动的距离(图3-6),称纵向进给量,用f表示,其单位为mm/r。由于纵向进给量受到砂轮宽度的约束,故其计算公式为:
图3-6 纵向进给量和背吃刀量
f=(0.2~0.8)B
式中:f——纵向进给量,mm/r;
B——砂轮宽度,mm。
通常纵向进给量按加工精度和粗、精磨要求选定。在粗磨时取较大值,精磨时取较小值。实际操作时,则可按纵向进给量来相应调节磨床工作台的速度即可。工作台速度(v)与纵向进给量之间有如下关系:
式中:v——工作台速度,m/min;
v=fnw/1000
nw——工件转速,r/min。
4.背吃刀量
在工作台每次行程终了时,砂轮在横向移动的距离,称背吃刀量(又称横向进给量),用ap表示,单位为mm。横向进给量可按下式计算(图3-6):
ap=(d1-d2)/2
式中:ap——背吃刀量,mm;
d1——吃刀前工件直径,mm;
d2——吃刀后工件直径,mm。
外圆磨削的背吃刀量较小,一般取0.005~0.05mm,精磨时则取较大值。