磨削加工中磨削裂纹产生的机理与防止措施

轮进行精磨 （ 背吃刀量较小 ） 。采 用两 台磨床分开进
行粗磨和精磨 ， 这是一种 比较理想的方法 。 （ ４ ） 刚出炉 的工件 ， 必须待工件 自然冷却后 （ 冷 道 ，马氏体 的膨胀收缩率随着钢 中含碳量 的增加而 却到常温 ）才能进行磨削。如果在时间允许的情 况 增大 ， 故碳素工具钢（ Ｔ Ｓ以上 ） 和渗碳淬火钢产生磨
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ４ — ０ ６ — ２ ２
作者简 介 ： 倪
健（ １ ９ ６ ７ 一） ， 男， 工程 师 、 讲师 ， 长期从事机械设 计与制造 的教学 、 研究和实践工作 。
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Ｅ ｑ ｕ ｉ ｐ ｍｅ ｎ ｔ Ｍａ ｎ ｕ ｆ ａ ｃ ｔ ｕ ｒ ｉ ｎ ｇ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ Ｎｏ ． ９， ２ ０ １ ４
磨 削裂 纹 与 一 般淬 火 裂 纹 明显 不 同 ，磨 削 裂 纹 只 发生 在 磨 削 面 上 ， 深 度较 浅 ， 且深 度 基 本一 致 。较
１ 磨 削裂纹 的产 生机理
轻 的磨削裂纹垂直 于或接近垂直于磨削方 向的平行
线， 且规则排列 的条状裂纹 ， 这是第一种裂纹 。较严 磨 削裂 纹 的产 生 是磨 削热 引起 的 ，磨 削 时 零 件 重 的 裂 纹 显 龟 甲状 （ 封 闭 网络 状 ） ，其 深 度 大 致 为 表面的温度可能高达 ８ ２ ０— ８ ４ ０ ｏ Ｃ 或更高。 ０ ． ０ ３ ～ ０ ． １ ５ ｍ ｍ。 用酸腐蚀 ， 裂纹明显易见。 这是第二 淬火钢 的组织是马氏体和一定数量 的残余奥 氏 种裂 纹 。 体， 处于膨胀状态（ 未经回火处理尤为严重 ） 。如果将
关键词 ： 磨 削裂纹 ； 机理 ； 特征 ； 措施
中图分 类号 ： Ｔ Ｇ６ ３ ０ 文献标识 码 ： Ａ 文章编 号： １ ６ ７ ２ — ５ ４ ５ Ｘ （ ２ ０ １ ４） ０ ９ — ０ ２ ９ １ — ０ ２
磨 削加 工在机械制 造行业 中广 泛地被应用 ， 经 的迭加就可能导致磨削表面出现磨削裂纹。 热处理淬火的碳素工具钢和渗碳淬火钢零件 ，在磨 削时与磨削方 向基本垂直的表面常常出现大量 的较 ２ 磨 削裂纹 的特征 规则排列的裂纹一磨削裂纹 ，它不但影响零件 的外 观， 更 重要 的是 还直 接 影 响零 件 的质 量 。
影 响即发生分解 ， 逐渐转变 为马氏体 ， 这种新生的马 过后瞬时受到冷却 ， 同时切削液对零件的磨削点起淬 氏体集 中于表面 ， 引起零件局部体积膨胀 ， 加大了零 火作用 ， 因而事实上加大 了磨削裂纹的产生。如果采 件 表 面应 力 ， 导 致磨 削应 力 集 中 ， 继 续 磨 削 则 容 易加 用干磨法 ， 背吃刀量选择较小的磨削方法 ， 可减少磨 速磨削裂纹 的产生 ； 此外 ， 新生 的马氏体脆性较 大 ， 削 裂纹 。但 是这 种方 法效 果 不是 很显 著 ， 而且 灰 尘 飞 磨 削也容易加速磨削裂纹的产生。另一方面 ， 在磨床 扬 ， 影响工作环境 ， 损害操作者的健康 ， 不宜采用。 上磨削工件时 ， 对工件 既是压力 ， 又是拉力 ， 助长 了 （ ２ ） 选 用硬 度 较 软 、粒 度较 粗 的砂 轮 来磨 削 ， 可 磨 削裂纹的形成。如果在磨削时冷却不充分 ， 则 由于 以降低磨 削热 。但粒度太粗则会影 响工件的表面粗
源自文库
（ ５ ） 选用粒 度较为锋利 的砂轮 ， Ｐ Ａ ３ ６～ ４ ６ Ｋ ， 及 钢 ， 而应选用诸如 １ Ｃ ｒ ｌ ３ 、 １ ６ Ｍ ｎ 等钢种 。 对于零件表面
其表面快速加热至 １ ０ ０ ｃ Ｃ 左 右 并 迅速 冷 却 时 ，必 然 将 产 生 收缩 ， 这 是第 一 次 收缩 。这种 收 缩仅 发 生在 表
３ 磨削裂 纹的防止措 施
面， 其基体仍处 于膨胀状态 ， 从而使表面层承受拉应 ３ ． １ 磨 削 工 艺方 面 力而产生微裂纹 ， 这是第 一种裂纹。当温度升至 ３ ０ ０ （ １ ） 磨削裂纹的产生是因为磨削热所致 ， 所以降 ℃时 ， 表面再次产生收缩 ， 从而产生第二 种裂纹 。马 低 磨 削热 是 解 决 磨 削裂 纹 的 关键 。一 般 所采 用 的湿 氏体的膨胀收缩随着钢中含碳量 的增加而增大 ， 故碳 磨法 ， 无论如何 注入切削液 ， 切削液都不可能在磨削 素工具钢和渗碳淬火钢产生磨削裂纹尤为严重。 的 同 时进 入 磨 削 面 ，因而 无 法 降低 磨 削 点位 置 的磨 淬火钢 中的残余奥 氏体 ，在磨 削时受磨 削热 的 削热。 切削液只能是使砂轮和零件 的磨削点在磨削走
下， 最好 让 工 件 自然 时效 １ ２个 月 ， 消 除应 力 后 再 削裂纹尤为严重。所以， 当零件硬度和表面外观质量
当零件硬度要求较高而不能在 ３ ０ ０℃以上 回火 时， 便要在零件材质上想办法。在前面分析 中我们知
进行磨削 ， 这也会收到很好的效果 。
均要求较高 时，便不能选用碳素工具钢和渗碳淬火
《 装备制造技术） ） ２ ０ １ ４ 年第 ９ 期
磨 削加 工 中磨 削裂纹产 生的机理 与防止措 施
倪 健。 吴世友
南昌 ３ ３ ０ ０ １ ３ ） （ 江 西 机 电职 业技 术 学 院 ， 江西
摘
要： 介 绍 了磨 Ｎ￣ － Ｔ － － 过 程 中磨 削裂纹产 生的机 理、 特征及 防止裂纹产 生的措施 ， 在 实际生产 中取得 了良好 的效果
磨 削而产生 的热量 ，足以使磨削表面薄层重新奥 氏 糙度。对于表面粗糙度质量要求高的工件 ， 不能采用 体化 ， 随后再次淬火成为淬火 马氏体。因而使表面层 此法 ， 因而此方法受到表面粗糙度质量要求的限制。 产 生附加 的组织应力 ，再加上磨削所形成 的热量使 （ ３ ） 分粗精磨 ， 即粗磨选用粒度较粗的软砂轮磨 零 件表 面的温度升高极快 ，这种组织应力和热应力 削 ， 便于强力磨削 ， 提高效率 ， 然后再用粒度细 的砂