砂轮堵塞对切削力和砂轮振动的影响

砂轮堵塞对切削力和砂轮振动的影响
切削力：砂轮切削力由两种机能引起：切屑形成和摩擦；通过砂
轮结构部件和工件的物理接触而产生。

在特定条件下，总切削力中与摩
擦有关的切削力要比与切屑形成有关的切削力大得多。

由于这两种切削
力在切屑形成过程中相互伴随，所以不简单被区分。

较小的摩擦力能够
供给较为自由的切削力并削减工件表面热量和砂轮表面堵塞程度。

切削
力决议了砂轮寿命还耐磨损性能、能耗以及其他磨削标准。

本讨论做了一些试验来分析砂轮堵塞对不同材料的影响。

试验使
用单点金刚石笔对砂轮进行修整。

将工件固定在测力计上以此得到径向
力和切向力。

试验还求得了砂轮堵塞曲线以及对应的径向力和切向力变量。

最初砂轮显现快速堵塞是由于新的切削表面和工件相互接触导致砂
轮上显现小孔并被切屑堵塞。

随着砂轮磨损，堵塞的颗粒渐渐脱落，堵
塞速率就渐渐减小。

而在后一阶段发觉了堵塞量显现稳定净增长现象，
这说明新堵塞切屑量和脱落切屑量之间呈正差。

铝材加工时的堵塞量增
长速率要比软钢和铜材加工时的堵塞量增长速率高。

图一为刚玉砂轮加
工软钢时的砂轮堵塞曲线；图二为刚玉砂轮加工铜时的砂轮堵塞曲线。

引起切削力增大的因素同时也会导致砂轮堵塞量的增大。

总切削
力很大程度上决议着砂轮的磨损程度，而切向力和正交里的关系则给出
了砂轮切削本领的测算方法。

切削力的测量：为了对金属切割工艺进行定性分析，切割操作前、操作过程中、操作后都要进行对应的察看；其中最紧要的就是切削力的
构成，为此，试验采纳测力计工具。

图三为惠斯通电桥中应变仪的分布。

用测力计测量表面磨削过程
中砂轮和工件之间的径向力和切向力。

试验利用铝材加工出两个八边形
半环，将四个应变仪固定在每个半环上并连接成两个完整的惠斯通电桥；分别用于测量切削力的垂直重量和水平重量。

测力计的校准：通过径向和切向两个坐标方向对测力计进行校准，试验采纳立式铣床完成测力计的校准。

径向力：用虎钳加紧底板，将其固定在工作台上。

将应力环放置
在箱型夹具的中心位置，垂直头渐渐降低以负载测力计。

不同应力环的
拉伸读数就可以读出。

试验发觉应变力与径向力间的校准曲线成线性关系。

切向力：用箱型夹具的紧固螺栓和铣床垂直表面将水平板固定好，然后将应力环放置在水平板上。

当应变力较小时，应力环可能会滑落，
因此在应力环下面垫上型钢以支撑应力环；然后将负载着应力环的工作
台以水平方向移动，并记录下不同应力环的应力读数。

图四图五分别为
径向力和切向力校准曲线图；表一为对应读数。

对测力计固有频率进行求值的动态校准通过振动器来完成。

对测
力计加载肯定的载荷并记录应变力；同样大小的载荷连续保持几分钟，
间隔性记录应变力的值；试验发觉应变力值没有任何变化。

振动：切削过程中产生的振动通常会引起砂轮表面和工件四周波
纹的形成。

而引起振动的原因则重要有切削时间，砂轮直径和硬度等。

切削振动分为三个类型：
激振力引起的机床强制振动；强制振动来源重要跟砂轮不平衡有关。

其他机床上传递过来的被动振动。

切削过程中内力产生的自激振动，没有任何周期外力。

砂轮颤抖对切削过程有肯定影响，其中包括砂轮和工件开始有规
律的猛烈振动；随着切削时间增长，砂轮和工件之间的距离振幅随之增大。

振幅达到肯定程度，颤抖痕迹就会留在工件上。

小砂轮引起额振动
频率比大直径砂轮引起的振动频率更大。

结论：
当砂轮堵塞时，切削力和振动的量级增大，到肯定程度后又随着
砂轮的磨损和堵塞量而开始下降。

（编译：中国超硬材料网）。