浅谈磨削裂纹
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技 术 讲 座
铁道机车车辆工人 第 ３期 ２ １ 年 ３月 ０１
文 章 编 号 ：０ ７— ０ ２ ２ １ ） ３— ０ ９一Ｏ １０ ６ ４ （０ １ ０ ０ ２ ３
浅 谈 磨 削 裂 纹
胡 明 忠 （ 阳 南 车传 动 有 限公 司 四川 资 阳 ６ １ ０ 资 ４ ３ １）
深度 较深 的特 性 。对 于无 法用 肉眼 观察 的细 小裂 纹 可 以通 过 磁粉 探伤 和烧 伤 检测 两种 方 式加 以辨别 ， 中烧 伤 检 测 可 准确 辨 别 出裂 纹 产 生部 位 的磨 其 削烧 伤状 。一般 磨 削裂纹 都 是 由 于局 部 热应 力 过 大 ， 生 较 大 的 拉应 力 而 产 导 致裂 纹 ， 烧伤 检测 可看 出裂 纹 部位 呈严 重 的烧伤 痕 迹 。另外 ， 齿 面裂 经 对 纹 部 位进 行酸 腐蚀 检查 也 是一 种可 靠 的检测 方法 。 （ ） 齿 过程 中诱 发磨 削 裂纹 的几 种原 因 ３磨
１ 原 因 分 析
（ ） 纹 基 本 形 态 １裂
对所 有磨 裂 齿 面进 行磁 粉 探伤 检 查 ， 现裂 纹 呈线 状 分 布 ， 要有 以 下 发 主 ３种 形 式 ： 裂纹 自齿 顶 沿 齿高 呈 短线 型分 布 或 长 短 线交 替 型分 布 ， ① 长度 在 １ ｍ 之 间 ， 图 １ ａ 所 示 ； 裂 纹在 节 圆上 部沿 齿 呈短 线 型 分 布 ， 图 ～６ ｍ 如 （） ② 如 １ ｂ 所 示 ； 裂 纹 自齿 顶至 节 圆上 部呈 碎 密 的 网状 分 布 ， 图 １ ｃ 所 示 。 （） ③ 如 （）
生 拉应 力 ， 种拉 应力 与热 处理 后 的残余 应 力相 叠加 而形 成 了磨 削裂纹 。 这
２ 预 防 措 施
（ ） 削参 数调 整 。齿 轮粗 、 １切 精磨 时采 用 合 理 的切 削参 数 ， 防止 因切 削
近 年来 在磨 齿 加工 过 程 中产 品 不 时 产 生 磨 削 裂 纹 ， 使 产 品报 废 。经 致 多次 分 析讨 论 ， 对磨 削 方式 、 具 和 热处 理 等采 取 了 以下 措 施 ： 轮 淬 火 针 刀 齿 回火 后再 采 用 ２ ０Ｃ温 度 二 次 回火 半 小 时 ， 时 优 化 切 削 参 数 、 少 切 削 ０￣ 同 减 量 、 低 冲程 速度 、 降 增加 砂 轮修 整次 数 等 ， 都未 能 彻底 消除 磨削 裂 纹 ， 查 但 检 发现 磨 削裂 纹并 没 有呈 现 出规 律性 。
．
图 １ 齿 面 裂 纹 形 态
（ ） 削 裂 纹 的 一 般 特 征 ２磨
磨 削裂 纹 与热 处理 裂 纹 （ 火 裂 纹 ） 原 材 料 裂 纹 相 比较 ， 有 较 浅 、 淬 及 具
裂纹 细 短 而密集 的特 点 ， 裂 纹 周 围往 往 伴 随 磨 削 退 火 造 成 的 表 面 烧 伤 。 在 磨 削裂 纹常 见有 ３种形 态 ： 直 磨 削方 向 、 行磨 削 方 向和 网状 龟 裂状 。 垂 平
一
２ｑ 一
技 术 讲 座
铁道机车车辆 工人 第 ３ ２１ 年 ３月 期 ０１
淬火 裂纹 较粗 且直 ， 尾部 细 ， 口处 较 宽 ， 开 裂纹 断 面呈氧 化色 ， 与砂 轮 的
磨 削方 向无关 。而 淬火 前 原材 料裂 纹 或 锻 压 裂纹 粗 且 深 ， 口呈 严 重 的氧 断
① 磨 削量 大 ： 削参 数选 择不 当 ， 成磨 削量 大 ； 处理 变形 大 ， 切 造 热 机床 找
点 未找 到齿 轮 变形 最大 点 ， 当磨 削 到 该 最大 点 时 ， 削量 突 然 加 大 ， 成 磨 磨 造
削 裂纹 。
② 砂轮 散 热性 差 ： 砂轮 本 身散 热 性 差 ； 轮 表 面 太脏 ， 削 时影 响 砂 轮 齿 磨 表 面散 热 ； 轮磨 削 时修 整不 及 时。 砂 ③ 冷却 不 充分 ： 却 时喷油 角 度 、 冷 高度 、 油喷 位置 存在 问题 。
化色 。
齿 轮 磨削 裂纹 的检 查 可通 过探 伤机 检查 和磨 削齿 面烧 伤检 查 等形式 来 进 行 。对 于齿 面较 为粗 大 的裂 纹一 般 可 用 肉 眼直 接 观察 ， 裂 纹 大都 垂 直 其
于齿 轮磨 削方 向， 较短 ， 成 形磨 齿 机 产 生 的磨 削 裂 纹 呈现 出长 度较 长 、 且 但
时 表现 为拉 应力 。
一
切影 响金 属磨 削温 度及 冷 却过 程 的 因素 都影 响着 热 应力 的大 小 ， 如
材 料性 质 、 轮特性 、 砂 切削 用量 、 冷却 润 滑条 件等 。在 区的金 相组 织也 相应 地发 生 变 化 ， 氏体 发 生 局部 分 解 ， 马 比容 减 少 ， 产
摘 要 ： 过 生 产 实践 和 查 阅相 关 资 料 对磨 削 裂纹 的成 因进 行 了分 析 ， 定 了减 通 制
少和 预 防 磨 削 裂 纹 的 方 法和 措 施 。
关键词 ： 齿轮 ； 削 ； 磨 裂纹 ； 防 预 中图 分 类 号 ： Ｇ １ Ｔ ６ ６ 文 献 标 识 码 ： Ｂ
④ 齿 轮 自身 内应力 大 ： 齿轮 回火不 充分 ， 内应 力未 消除 ； 齿面 硬度偏 高 。
（ ） 削裂 纹产 生 的理 论分 析 ４磨 磨 削裂 纹是 磨 削时产 生 的拉 应力 超过 了金 属 的抗 拉强 度而 引起 的表 面 断 裂 ， 拉应 力 由磨 削 时 的热应 力 和组 织应 力等 组成 。磨 削 时 ， 而 砂轮 表 面的 磨 粒在 工件 表 面受 到高 速挤 压 、 削 、 刮 滑擦 ， 磨 削 区产 生 很 高 的 瞬时 温 度 使 （ 可达 １ ０ ％ 以上 ） 从 而在 表面 造成 热应 力 ， 升温 时呈 压应 力 ， ００ ， 在 而在 冷却
铁道机车车辆工人 第 ３期 ２ １ 年 ３月 ０１
文 章 编 号 ：０ ７— ０ ２ ２ １ ） ３— ０ ９一Ｏ １０ ６ ４ （０ １ ０ ０ ２ ３
浅 谈 磨 削 裂 纹
胡 明 忠 （ 阳 南 车传 动 有 限公 司 四川 资 阳 ６ １ ０ 资 ４ ３ １）
深度 较深 的特 性 。对 于无 法用 肉眼 观察 的细 小裂 纹 可 以通 过 磁粉 探伤 和烧 伤 检测 两种 方 式加 以辨别 ， 中烧 伤 检 测 可 准确 辨 别 出裂 纹 产 生部 位 的磨 其 削烧 伤状 。一般 磨 削裂纹 都 是 由 于局 部 热应 力 过 大 ， 生 较 大 的 拉应 力 而 产 导 致裂 纹 ， 烧伤 检测 可看 出裂 纹 部位 呈严 重 的烧伤 痕 迹 。另外 ， 齿 面裂 经 对 纹 部 位进 行酸 腐蚀 检查 也 是一 种可 靠 的检测 方法 。 （ ） 齿 过程 中诱 发磨 削 裂纹 的几 种原 因 ３磨
１ 原 因 分 析
（ ） 纹 基 本 形 态 １裂
对所 有磨 裂 齿 面进 行磁 粉 探伤 检 查 ， 现裂 纹 呈线 状 分 布 ， 要有 以 下 发 主 ３种 形 式 ： 裂纹 自齿 顶 沿 齿高 呈 短线 型分 布 或 长 短 线交 替 型分 布 ， ① 长度 在 １ ｍ 之 间 ， 图 １ ａ 所 示 ； 裂 纹在 节 圆上 部沿 齿 呈短 线 型 分 布 ， 图 ～６ ｍ 如 （） ② 如 １ ｂ 所 示 ； 裂 纹 自齿 顶至 节 圆上 部呈 碎 密 的 网状 分 布 ， 图 １ ｃ 所 示 。 （） ③ 如 （）
生 拉应 力 ， 种拉 应力 与热 处理 后 的残余 应 力相 叠加 而形 成 了磨 削裂纹 。 这
２ 预 防 措 施
（ ） 削参 数调 整 。齿 轮粗 、 １切 精磨 时采 用 合 理 的切 削参 数 ， 防止 因切 削
近 年来 在磨 齿 加工 过 程 中产 品 不 时 产 生 磨 削 裂 纹 ， 使 产 品报 废 。经 致 多次 分 析讨 论 ， 对磨 削 方式 、 具 和 热处 理 等采 取 了 以下 措 施 ： 轮 淬 火 针 刀 齿 回火 后再 采 用 ２ ０Ｃ温 度 二 次 回火 半 小 时 ， 时 优 化 切 削 参 数 、 少 切 削 ０￣ 同 减 量 、 低 冲程 速度 、 降 增加 砂 轮修 整次 数 等 ， 都未 能 彻底 消除 磨削 裂 纹 ， 查 但 检 发现 磨 削裂 纹并 没 有呈 现 出规 律性 。
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图 １ 齿 面 裂 纹 形 态
（ ） 削 裂 纹 的 一 般 特 征 ２磨
磨 削裂 纹 与热 处理 裂 纹 （ 火 裂 纹 ） 原 材 料 裂 纹 相 比较 ， 有 较 浅 、 淬 及 具
裂纹 细 短 而密集 的特 点 ， 裂 纹 周 围往 往 伴 随 磨 削 退 火 造 成 的 表 面 烧 伤 。 在 磨 削裂 纹常 见有 ３种形 态 ： 直 磨 削方 向 、 行磨 削 方 向和 网状 龟 裂状 。 垂 平
一
２ｑ 一
技 术 讲 座
铁道机车车辆 工人 第 ３ ２１ 年 ３月 期 ０１
淬火 裂纹 较粗 且直 ， 尾部 细 ， 口处 较 宽 ， 开 裂纹 断 面呈氧 化色 ， 与砂 轮 的
磨 削方 向无关 。而 淬火 前 原材 料裂 纹 或 锻 压 裂纹 粗 且 深 ， 口呈 严 重 的氧 断
① 磨 削量 大 ： 削参 数选 择不 当 ， 成磨 削量 大 ； 处理 变形 大 ， 切 造 热 机床 找
点 未找 到齿 轮 变形 最大 点 ， 当磨 削 到 该 最大 点 时 ， 削量 突 然 加 大 ， 成 磨 磨 造
削 裂纹 。
② 砂轮 散 热性 差 ： 砂轮 本 身散 热 性 差 ； 轮 表 面 太脏 ， 削 时影 响 砂 轮 齿 磨 表 面散 热 ； 轮磨 削 时修 整不 及 时。 砂 ③ 冷却 不 充分 ： 却 时喷油 角 度 、 冷 高度 、 油喷 位置 存在 问题 。
化色 。
齿 轮 磨削 裂纹 的检 查 可通 过探 伤机 检查 和磨 削齿 面烧 伤检 查 等形式 来 进 行 。对 于齿 面较 为粗 大 的裂 纹一 般 可 用 肉 眼直 接 观察 ， 裂 纹 大都 垂 直 其
于齿 轮磨 削方 向， 较短 ， 成 形磨 齿 机 产 生 的磨 削 裂 纹 呈现 出长 度较 长 、 且 但
时 表现 为拉 应力 。
一
切影 响金 属磨 削温 度及 冷 却过 程 的 因素 都影 响着 热 应力 的大 小 ， 如
材 料性 质 、 轮特性 、 砂 切削 用量 、 冷却 润 滑条 件等 。在 区的金 相组 织也 相应 地发 生 变 化 ， 氏体 发 生 局部 分 解 ， 马 比容 减 少 ， 产
摘 要 ： 过 生 产 实践 和 查 阅相 关 资 料 对磨 削 裂纹 的成 因进 行 了分 析 ， 定 了减 通 制
少和 预 防 磨 削 裂 纹 的 方 法和 措 施 。
关键词 ： 齿轮 ； 削 ； 磨 裂纹 ； 防 预 中图 分 类 号 ： Ｇ １ Ｔ ６ ６ 文 献 标 识 码 ： Ｂ
④ 齿 轮 自身 内应力 大 ： 齿轮 回火不 充分 ， 内应 力未 消除 ； 齿面 硬度偏 高 。
（ ） 削裂 纹产 生 的理 论分 析 ４磨 磨 削裂 纹是 磨 削时产 生 的拉 应力 超过 了金 属 的抗 拉强 度而 引起 的表 面 断 裂 ， 拉应 力 由磨 削 时 的热应 力 和组 织应 力等 组成 。磨 削 时 ， 而 砂轮 表 面的 磨 粒在 工件 表 面受 到高 速挤 压 、 削 、 刮 滑擦 ， 磨 削 区产 生 很 高 的 瞬时 温 度 使 （ 可达 １ ０ ％ 以上 ） 从 而在 表面 造成 热应 力 ， 升温 时呈 压应 力 ， ００ ， 在 而在 冷却