Шлифоването е широко използван метод за рязане на метал, главно за обработка на твърди материали, които трудно се режат с традиционни инструменти и материали, които изискват високо качество на повърхността и точност на размерите. С появата на голям брой нови материали и използването на точността на частите, изискванията за качество, приложенията за обработка на смилане се увеличиха повече от другите традиционни методи на обработка. При процеса на смилане размерът, формата и разпределението на абразивните частици играят важна роля в обработката. Въпреки това, при обработката на пластичен метал,шлифовъчно колелое рязко блокиран и пасивиран, което води до съкращаване на живота на шлифовъчния диск. За да се избегнат неблагоприятните ефекти от запушването на шлифовъчния диск и пасивацията и производството, е необходимо да се анализират механизмът и причината за запушването на шлифовъчния диск.
1. Образуване на абразивни стружки
Процесът на шлайфане е за получаване на по-високо качество на повърхността и точност чрез изрязване на определено количество материал на детайла, а често използваният инструмент е шлифовъчното колело. Шлифовъчното колело е свободно тяло, направено от абразив и връзка чрез уплътняване, сушене и синтероване, а неговата единична абразивна частица е малък режещ ръб с голям отрицателен преден ъгъл и тъп радиус на режещия ръб. Абразив с високоскоростно движение след плъзгане, забиване в детайла, материалът на режещия слой има очевидно плъзгане по повърхността на срязване, за да образува къси и тънки чипове, тези чипове в зоната на смилане се нагряват до много висока температура и след това се окисляват и разтопен и втвърден в сфера от частици, има някои клони на вилици на повърхността на сферата, е основна форма на смилане на чипове. При шлайфане на устойчива на киселини неръждаема стомана Cr20Ni24Si4Ti се установява, че голям брой сферични шлифовъчни стружки, придружени от лента, изпъкнали шлифовъчни стружки и пепел, много части от тези шлифовъчни стружки ще бъдат запълнени в устицата на шлифовъчното колело, прикрепено към околната среда на абразива, причинявайки запушване на шлифовъчното колело, което води до намалена точност на шлайфане, изгаряне на детайла и съкращаване на живота на шлифовъчното колело.
2. Анализ на вида и механизма на запушване на шлифовъчния диск
2.1 Видове запушване на шлифовъчния диск
Видовете запушване на шлифовъчни дискове са вграден тип, адхезивен тип и смесен тип. Запушването от вграден тип е състояние на запушване, при което абразивният чип се вкарва в пролуката на работната повърхност на шлифовъчното колело. Адхезивното запушване е състояние на запушване, при което абразивните стърготини се залепват върху абразивните частици и свързващото вещество. Смесеният тип запушване е както вграден тип запушване, така и залепващ тип запушване.
2.2 Анализ на механизма на запушване от вграден тип
Външни фактори: Обработката на смилане има много важна характеристика, общото Fy/Fz е по-голямо от 2 ~ 10, колкото по-твърд е материалът на детайла, толкова по-малка е пластичността, толкова по-голямо е съотношението, зоната на смилане при силно положително налягане, смилането стружките се притискат механично в пролуката на повърхността на шлифовъчното колело. Абразивните стърготини се плъзгат навън по предната част на абразивните зърна и няколко слоя абразивни стружки се натрупват в локалната зона пред абразивните зърна. Под действието на високоскоростно въртене на шлифовъчното колело, зоната на вихъра на въздушния поток се образува зад абразивните зърна и налягането на въздуха в зоната на вихъра значително намалява. Под действието на отрицателно налягане някои от абразивните стружки се прикрепят към задната страна на абразивните зърна, образувайки адхезивно запушване върху повърхността на ножа зад абразивните зърна, а закрепванията са предимно пепел и частици.
Ефектът на електростатичното поле: малко електрическо поле, съставено от шлифовъчно колело и детайл, се формира в някои малки области на зоната на шлайфане. Под действието на електрическото поле някои смилащи стружки ще покажат полярност. Съгласно принципа на противоположностите, шлифовъчните стружки с противоположна полярност на шлифовъчното колело ще бъдат адсорбирани върху работната повърхност на шлифовъчното колело. Посредством голямото механично налягане между шлифовъчното колело и детайла, адсорбираният върху повърхността на шлифовъчното колело прах от шлайфане може да бъде стабилно вграден в пролуката между повърхността на шлифовъчното колело.
2.3 Анализ на механизма на адхезивното блокиране
Връзка на топене: В процеса на смилане по-голямата част от входящата мощност се преобразува в топлина на смилане, така че температурата на точката на смилане е до 1200k, смилащите чипове се окисляват бързо във въздуха, образувайки метални оксиди с ниска точка на топене. Високотемпературното нагряване в зоната на смилане се топи или леко се топи, покривайки повърхността на шлифовъчното колело. Когато тази част от повърхността на шлифовъчното колело се включи отново в шлайфане, тя се притиска или укрепва под действието на шлифовъчната сила. Афинитетът и адхезията с шлифовъчното колело се увеличават, а някои се екструдират и залепват към повърхността на жлеба на повърхността на детайла. Чрез многократно произволно смилане около частицата се залепват много стърготини, което увеличава силата на смилане и повишава температурата, което води до порочен кръг, който засилва блокирането, докато частицата се счупи или падне.
Химическо свързване: Химическият афинитет между различните елементи е друга важна причина за адхезивно запушване. Абразивните частици и шлифовъчният материал са в контакт при висока температура, а температурният фактор повишава тяхната активност и афинитет. Когато са изпълнени определени условия, ще се предизвика химическа реакция, която кара абразивните частици и стружките да образуват кристал върху повърхността на шлифовъчното колело, което губи режещата способност.
3. Влиянието на самия шлифовъчен диск върху запушването
3.1 Видове абразиви
Различната степен на блокиране на шлифовъчния диск е много различна, от намаляване на степента на блокиране, подобряване на ефекта на смилане, различни материали на детайла, трябва да изберете различни видове абразив. Ако избраният абразив не може да се адаптира към производителността на смилане на материала на детайла, лесно е да се получи рязко блокиране, така че обработката да не може да продължи нормално. Ако желязната въглеродна сплав се смила с корундов абразив, въглеродът генерира тънък оксиден филм с кислород във въздуха, което може ефективно да предотврати химическия афинитет между детайла и абразива, но ако титановата сплав се смила, блокирането е много по-сериозен. В някои фабрики шлифовъчното колело на шлифовъчната машина не се сменя дълго време и може да смила всичко, което изглежда спестяващо и удобно, но всъщност губи ефективност и точност.
3.2 Размер на абразивните частици
Размерът на абразивните частици има известен ефект върху запушването на шлифовъчното колело и като цяло размерът на фините зърна е по-лесен за запушване от размера на едрите зърна. Тъй като обемът на порите и площта на напречното сечение на шлифовъчния диск с фини зърна са малки, броят на режещите ръбове на шлифовъчния диск с фини зърна се увеличава, стружката също е повече и температурата на смилане се повишава, шлифовъчният диск с фини зърна е лесен за блокиране в диапазона на малки времена на рязане. С увеличаването на времето за рязане, едрозърнестият шлифовъчен диск в сравнение с финозърнестия шлифовъчен диск, дълбочината на рязане е по-голяма, износването на абразивния режещ ръб е по-голямо и температурата на шлайфане се повишава, предпазителят на чипа в порите ще се увеличи. След определен брой пъти степента на запушване на едрозърнестия шлифовъчен диск надвишава тази на финозърнестия шлифовъчен диск. Полу-фино смилане и фино смилане, малък разрез, ниска температура, леко запушване, изберете фино пясъчно колело; Грубо шлайфане е голям, висока температура, блокиран в процепа на шлифовъчните стружки, разтопен материал, изберете грубо шлифовъчно колело.
3.3 Твърдост на шлифовъчното колело
Твърдостта на шлифовъчното колело се отнася до трудността на падането на абразивните частици, което се гарантира от здравината на свързващото вещество. Колкото по-висока е якостта на свързващото вещество, толкова по-голяма е твърдостта на шлифовъчното колело, толкова по-матови са абразивните частици, толкова по-сериозно е триенето и екструзията на детайла, преди абразивните частици да паднат, толкова по-лесно се запълват абразивните стружки междината на шлифовъчното колело и топлината от триене също е придружена от повече топлина от триене, което осигурява предпазителя за запушване на лепилото. Следователно твърдостта на шлифовъчното колело има по-голямо влияние върху размера на запушването и колкото по-твърд е шлифовъчният диск, толкова по-голямо е количеството на запушването. При нормални обстоятелства твърдостта на шлифовъчното колело е G ~ H, а твърдостта D ~ 0 също се използва в някои трудни материали.
3.4 Структура на шлифовъчното колело
Структурата на шлифовъчното колело отразява пропорционалната връзка между абразив, свързващо вещество и въздушен отвор. Колкото по-плътна е тъканта на шлифовъчния диск, толкова повече абразивни частици се обработват, толкова по-малко е разстоянието между режещите ръбове и шлифовъчният диск се блокира по-лесно. Колело, съдържащо 45 процента абразив, има по-малко от половината средно количество запушване от колело, съдържащо 49,2 процента абразивни частици; Шлифовъчно колело, съдържащо 53 процента абразив, шлайфа детайла с два пъти повече запушвания от колело, съдържащо 49,2 процента абразив. При смилане на трудни материали трябва да се избере шлифовъчното колело с номер на организация от 7 до 9, а шлифовъчното колело с голяма порьозност има по-добър ефект.
4. Влиянието на условията на смилане
4. 1 скорост на шлифовъчното колело
Увеличаването на скоростта на линията на шлифовъчното колело намалява максималната дълбочина на рязане на абразивните частици, намалява площта на напречното сечение на стружките и увеличава времето за рязане и топлината на смилане. Тези два фактора увеличават количеството на запушване, но когато скоростта на линията на шлифовъчното колело е до определена степен (като до 50 m/s), количеството на запушване на шлифовъчното колело е значително намалено. При шлайфане на неръждаема стомана и суперсплав в производството, скоростта на 50m/s шлифовъчно колело е с 30 процента до 100 процента по-ниска от тази на 30m/s шлифовъчно колело. Следователно, когато се смилат трудни материали, се използва или скорост по-малка от 20m/s, или скорост по-висока от 50m/s, а скоростта на смилане между тях е много неблагоприятна за блокиране на шлифовъчното колело. За различни материали на детайла има определена критична стойност на скоростта на шлифовъчното колело с малко количество запушване.
4. 2 Скорост на детайла
Влиянието на скоростта на детайла върху степента на запушване на шлифовъчния диск е тясно свързано с други фактори в условията на рязане. Скоростта на линията на детайла се удвоява, а количеството на запушване на шлифовъчния диск се увеличава три пъти. Това е така, защото колкото по-висока е скоростта на детайла, толкова по-плитка е дълбочината на рязане на абразив, толкова по-малка е площта на напречното сечение на чипа, което е еквивалентно на втвърдяването на характеристиките на шлифовъчното колело, така че е лесно да се причини блокиране на шлифовъчното колело.
4. 3 Методи на смилане
Шлифоването на вложката е по-запушващо от надлъжното шлайфане. При рязане в шлайфане, контактната площ между шлифовъчното колело и детайла е голяма, абразивният режещ ръб трябва да се търка няколко пъти върху една и съща шлифовъчна маркировка, шлифовъчната течност трудно навлиза в зоната на шлайфане и топлината е висока по време на смилане, което е лесно да причини запушване. Контактът на надлъжно шлифоване с материала на детайла е единият страничен ръб на шлифовъчното колело. Когато повърхността на износване се увеличи до известна степен, абразивните частици се счупват и начупват под действието на силата на смилане, за да се постигне самозаточване. Повечето абразивни частици могат да работят в остро състояние, така че силата на смилане и топлината на смилане са относително ниски. В същото време значителна част от зоната, засегната от силата на смилане и топлината на смилане, може да бъде изхвърлена към детайла по надлъжната посока на смилане, така че възможността за химическа адхезия е намалена.
4.4 Радиален разрез
Влиянието на радиалното рязане върху запушването на шлифовъчния диск показва тенденция на гърбица. Когато количеството на радиалното рязане е малко (ap<0.01mm), the blockage phenomenon occurs. With the increase of the cut quantity, the average plug quantity also increases. When the cut quantity increases to a certain extent (ap =0.03mm), the plug quantity shows a decreasing trend, and then increases sharply with the continuous increase of the cut quantity (ap =0.04mm). When grinding difficult materials, it is very important to control the last radial cut to improve the surface quality and accuracy of the workpiece.
4.5 Температура на смилане
При смилане всеки фактор, който увеличава топлината на смилане и причинява повишаване на температурата на смилане, ще влоши блокирането на шлифовъчното колело, а формата на блокажа е главно свързано блокиране и, разбира се, е придружено и от дифузионно блокиране.
4.6 Скорост на обработка на шлифовъчния диск
Когато скоростта на обработка на шлифовъчния диск е ниска, работната повърхност на шлифовъчния диск е плоска и броят на ефективните шлифовъчни инструменти на единица площ се увеличава, което прави площта на напречното сечение на чиповете по-малка и броят на рязане се увеличава, така че лесно се произвежда запушване. Когато скоростта на шлифовъчното колело е висока, работната повърхност на шлифовъчното колело става по-дебела, броят на ефективните абразивни частици намалява и има вдлъбнатина на повърхността на шлифовъчното колело, която играе роля на порьозност, и чиповете са лесни за измиване и разтопеният материал лесно пада.
4.7 Течност за смилане
Различните смилащи течности оказват голямо влияние върху ефекта на смилане. Понастоящем често използваната емулсия, съдържаща голямо количество минерално масло и маслени добавки, е млечна течност масло във вода след разреждане. Неговият специфичен топлинен капацитет и топлопроводимост са малки и е лесно да се предизвика адхезионно износване и дифузионно износване между шлифовъчното колело и детайла в процеса на интензивно триене, така че шлифовъчното колело да бъде блокирано и силата на смилане да се увеличи. Накрая, абразивните частици се счупват и падат преждевременно, а съотношението на смилане се намалява. Изборът на отлична течност за смилане играе важна роля за подобряване на ефективността на смилане.
5. Заключение
Запушването на шлифовъчния диск е често срещано явление при обработката на шлайфане, без значение колко разумни са избраните условия на обработка, невъзможно е напълно да се предотврати запушването, но степента е различна. Видът на шлифовъчния диск и условията на обработка имат голямо влияние върху запушването на шлифовъчния диск, но най-важното е физичните и механични свойства на обработвания материал и дали има шлифовъчна течност.
https://www.xfabrasive.com/vitrified-grinding-wheel/tapered-grinding-wheel.html
