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高速磨削的優(yōu)勢與問題
發(fā)布時間:2017-12-14 點擊數(shù):3013

高速磨削可以獲得較高的材料去除率(Q’>2000mm^3/mm/s)。在這樣的去除率下,比磨削能中滑擦和耕犁的比例非常小,隨著速度的增加,比磨削能逐漸趨于漸近線。磨削鋼材時,當(dāng)速度達(dá)到120m/s,比磨削可降至10-15J/mm^3,當(dāng)速度達(dá)到180m/s時,比磨削能可降低到7J/mm^3。對于冷硬鑄鐵,比磨削能最低值為30J/mm^3。同時,隨著砂輪速度的增加,磨削切向力和法向力會降低。因此,高速磨削的好處是既有較高的材料去除率,又有高的能量效率和更小的磨削力。

高速磨削的主要缺點是非磨削能的增加,其中主要是主軸摩擦阻力的增加,另外一個更重要的影響是冷卻液阻力。

當(dāng)冷卻液壓力為1000psi時,冷卻液流速可達(dá)100m/s,而160m/s的流速要求冷卻液壓力要大于2500psi。超過1000psi的冷卻壓力能腐蝕陶瓷結(jié)合劑,因此冷卻液壓力通常設(shè)置在低壓力狀態(tài)(60-150psi是典型值)。假如冷卻液能夠到達(dá)磨削區(qū),將產(chǎn)生對砂輪較大的阻力。在磨削區(qū),冷卻液也產(chǎn)生了較大的動壓力,就像動壓軸承一樣。反過來,這將導(dǎo)致砂輪承受較高的法向力,產(chǎn)生輪廓誤差。在速度為160m/s的油冷中,砂輪單位寬度受力20N/mm。冷卻液也能對砂輪旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生較大的阻力。在160m/s的磨削中,風(fēng)阻,主軸軸承,冷卻液的綜合阻力可高達(dá)2kW/mm.

當(dāng)砂輪速度為160m/s時,為了發(fā)揮高速磨削的好處,主軸功率至少需要4kW/mm,其中50%可用于磨削。這就導(dǎo)致工業(yè)界面臨兩種選擇:要么使用非常薄的砂輪來獲得較低的磨削力,要么使用大功率電機(jī)和高剛性的磨床來獲得較大的去除率。

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