鐘立堅(jiān)，羅平華，楊若

（中國(guó)航發(fā)中傳機(jī)械有限公司，湖南 長(zhǎng)沙 410200）

某零件（見(jiàn)圖1）兩外圓是直接跑道，精度高，硬度高，表面粗糙度低（Ra0.15）。

磨削時(shí)，砂輪的細(xì)小掉砂容易在零件表面造成周向弧長(zhǎng)約0.5 ～4mm，深度約0.001 ～0.01mm 的劃傷缺陷（俗稱(chēng)掉砂），造成重大質(zhì)量問(wèn)題。掉砂原因較為復(fù)雜，涉及砂輪組織的性能、工件材質(zhì)、砂輪修整情況、砂輪線速度和工件轉(zhuǎn)速、切削深度、進(jìn)給量等因素，需逐一進(jìn)行相關(guān)技術(shù)研究。

1 技術(shù)難點(diǎn)

1.1 砂輪磨削加工的特點(diǎn)

砂輪是由細(xì)小的磨粒用結(jié)合劑或黏接劑將其黏接成固結(jié)或非固結(jié)狀態(tài)對(duì)工件進(jìn)行切削加工，一般是由磨粒、結(jié)合劑和氣孔組成，其中磨粒具有較高的硬度和適當(dāng)?shù)拇嘈?，在磨削過(guò)程中起切削作用。

眾所周知，砂輪在磨削零件過(guò)程中舊磨粒會(huì)脫落而露出新磨粒形成自礪，也可以通過(guò)它礪（用砂輪修整器修整砂輪）使砂輪鋒利保持良好的切削性能。

1.2 零件劃傷主要原因

（1）修整砂輪后，砂輪表面有一些不穩(wěn)定的砂?；蛟谏拜啔饪字叙じ街傲?，在磨削時(shí)易脫落而劃傷零件。

（2）在磨削零件過(guò)程中，砂輪消耗后的脫粒未被切削液及時(shí)沖走，黏附在零件上被砂輪擠壓形成劃傷。

（3）由于過(guò)濾不徹底，切削液槽中的砂?；螂s質(zhì)被冷卻泵帶到零件上劃傷零件表面。

1.3 解決掉砂問(wèn)題存在的難點(diǎn)

（1）“掉砂”劃傷零件表面是光磨時(shí)由于磨粒脫落或切削液中的砂粒、塵埃等原因出現(xiàn)表面劃傷，具有隨機(jī)性。

（2）要防止或減少掉砂，就要采用相對(duì)較硬的硬砂輪、磨粒不易脫落，精磨時(shí)控制砂輪修整次數(shù)以減少砂粒產(chǎn)生的機(jī)會(huì)；但該零件外圓是直接跑道，硬度高，表面粗糙度低（Ra0.15），防止零件燒傷是第一大技術(shù)要求，而防止燒傷的主要措施就是要求采用中軟偏軟、砂輪自銳性好、粒度粗的砂輪加工，并且要勤修砂輪保持砂輪鋒利，減少切削熱。

由此可見(jiàn)，防止掉砂和防止燒傷具有一定的矛盾性，需通過(guò)工藝試驗(yàn)，利用現(xiàn)有砂輪，調(diào)整工藝參數(shù)使加工表面達(dá)到完整性要求：即零件表面既不燒傷也無(wú)掉砂劃傷，零件合格率達(dá)到95%以上。

2 技術(shù)方案及具體實(shí)施方式

該零件精度高、粗糙度低，需要在高精度及切削液過(guò)濾精度高的機(jī)床上進(jìn)行工藝試驗(yàn)。

2.1 普通高精度外圓磨床MGA1432A

（1）加工前，對(duì)機(jī)床冷卻液箱進(jìn)行清洗并更換新液,接通經(jīng)過(guò)濾閥，切削液開(kāi)關(guān)開(kāi)啟最大，確保冷卻液干凈無(wú)雜質(zhì)，冷卻效果良好。

（2）加工外磨工序時(shí)，必須分粗磨、精磨兩次裝夾加工，采用切入法加工，并采用試切法進(jìn)行粗磨。即對(duì)零件進(jìn)行“試切——測(cè)量——調(diào)整——再試切”，反復(fù)進(jìn)行直到精磨所需余量。

（3）砂輪需勤修整，要時(shí)刻保證砂輪尖銳，但必須確保砂輪表面不能有明顯凸粒。

（4）在精磨前，需對(duì)砂輪進(jìn)行檢查，如果砂輪外圓有凸粒，需要用金相紙輕輕擦軾砂輪表面，去除不穩(wěn)定的凸粒，避免掉砂現(xiàn)象發(fā)生。

（5）精磨前，需找正零件外圓，避免因裝夾造成外圓跳動(dòng)過(guò)大，變形，在精磨時(shí)產(chǎn)生燒傷。

（6）為了有效防止零件燒傷，可選擇單晶剛玉砂輪。（7）根據(jù)防止燒傷要求，線速度宜控制在15 ～20m/s為佳。

（8）根據(jù)實(shí)踐操作試驗(yàn)，要保證Ra0.15 的粗糙度，精磨修整速度需進(jìn)行控制在約10 ～60mm/min。

（9）砂輪修整后，用金相砂紙輕輕將砂輪表面擦拭，將不穩(wěn)定砂粒去除，然后，用剪短的毛刷刷去砂輪表層氣孔塵粒。

2.2 數(shù)控高精度外圓磨床S41

（1）加工前，對(duì)機(jī)床冷卻液進(jìn)行更換，采用進(jìn)口過(guò)濾紙確保冷卻液干凈無(wú)雜質(zhì)，冷卻效果良好。

（2）冷卻液流量選擇30l/min，大的冷卻水流量可以沖走黏附在零件上的砂粒防止劃傷零件，同時(shí)，也是防止燒傷的重要措施。

（3）加工該工序時(shí)，必須分粗、精磨，并采用試切法進(jìn)行粗磨（只針對(duì)試驗(yàn)批，后續(xù)批次加工可根據(jù)試驗(yàn)批得出的最理想修整速度和修整量，修整砂輪直接加工零件），即對(duì)零件進(jìn)行“試切——測(cè)量——調(diào)整切削參數(shù)——再試切”，反復(fù)進(jìn)行直到精磨所需余量（0.02）。

（4）為了有效防止零件燒傷，可以選擇單晶剛玉SA60JV、棕剛玉A80H8、白剛玉WA F60 K6 三種砂輪，每種砂輪需分別摸索其線速度、進(jìn)給量、砂輪修整頻次。

（5）砂輪修整速度：150mm/min。結(jié)合多次試驗(yàn)，該速度能較好的保證Ra0.15，速度過(guò)高，則粗糙度高，達(dá)不到要求；速度低則粗糙度低，效率低且掉砂易“顯形”。

（6）因?yàn)橐淮窝b夾完成粗、精磨，為了加工過(guò)程持續(xù)穩(wěn)定，避免變速帶來(lái)沖擊，粗精磨可采用統(tǒng)一速度，經(jīng)過(guò)試驗(yàn)，該速度能較好地保證兩外圓精度，而過(guò)高則粗糙度高且易掉砂，過(guò)低則效率低、易燒傷。

3 結(jié)語(yǔ)

運(yùn)用前述技術(shù)方案，通過(guò)試加工，高精度、低粗糙度外圓磨削掉砂得到了有效防控，粗糙度滿(mǎn)足要求，表面無(wú)燒傷，達(dá)到了預(yù)期目的。本文通過(guò)探索、研究、試驗(yàn)摸索，確定了在普通和數(shù)控磨床外圓磨削防掉砂的加工方法和控制手段，具有極佳的應(yīng)用推廣價(jià)值。