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有效解決圓角淬火曲軸磨削裂紋的方法

關(guān)鍵詞 曲軸 , 磨削 , 淬火 , 砂輪|2017-03-08 09:46:39|應(yīng)用技術(shù)|來源 機(jī)械專家網(wǎng)
摘要 有效解決圓角淬火曲軸磨削裂紋的方法:我們在磨削圓角淬火曲軸時,發(fā)現(xiàn)在曲軸主軸徑和曲柄銷軸徑的圓角及擋寬端面處經(jīng)常出現(xiàn)磨削裂紋現(xiàn)象。較輕的裂紋深度較淺,且深度基本不一致,較嚴(yán)重的裂紋...
       有效解決圓角淬火曲軸磨削裂紋的方法:
       我們在磨削圓角淬火曲軸時,發(fā)現(xiàn)在曲軸主軸徑和曲柄銷軸徑的圓角及擋寬端面處經(jīng)常出現(xiàn)磨削裂紋現(xiàn)象。較輕的裂紋深度較淺,且深度基本不一致,較嚴(yán)重的裂紋,顯龜甲狀,呈封裝網(wǎng)絡(luò)狀,其裂紋深度大致為0.03~0.15mm。多數(shù)磨削裂紋與磨削方向基本垂直呈平等線排列,一般條狀裂紋比較有規(guī)律,少數(shù)磨削面有帶燒傷的裂紋狀,不規(guī)則。這是磨削圓角淬火曲軸時存在的一個比較嚴(yán)重的質(zhì)量問題。
       一、圓角淬火曲軸磨削裂紋的原因分析:
       根據(jù)實(shí)際加工的圓角淬火曲軸看,磨削主軸徑和曲柄銷軸徑的外圓表面均無磨削裂紋,只是在軸徑擋寬端面及圓角處才出現(xiàn)裂紋。磨削擋寬端面及圓角是砂輪端面及圓角進(jìn)行切削,接觸面積最大,排屑困難,冷卻效果差的部位。一般在單位切削面積上的切削力比磨削外圓大,發(fā)熱量也相對高。由于磨削熱引起的熱應(yīng)力直接受磨削區(qū)域的溫度差所決定,工作區(qū)域磨削溫度愈高,溫度差就愈大。在磨削升溫的過程中,工作表面層膨脹受到周圍及內(nèi)層的限制,熱應(yīng)力表現(xiàn)為壓應(yīng)力。而在冷卻期間,由于磨削區(qū)域表面迅速冷縮而受到內(nèi)層及周圍的阻力,熱應(yīng)力變?yōu)槔瓚?yīng)力。因此,磨削產(chǎn)生的裂紋,主要因素是磨削冷卻期間的瞬間應(yīng)力變化所造成的。
       二、防止圓角淬火曲軸磨削裂紋的方法:
       1、粗磨和精磨采用兩臺磨床分開進(jìn)行,粗磨時選用粒度較粗的軟砂進(jìn)行磨削,便于強(qiáng)力磨削,提高生產(chǎn)效率,然后再用粒度較細(xì)的砂輪進(jìn)行精磨。
       2、砂輪線速度愈高,擠壓引起摩擦力也愈大,使曲軸磨削區(qū)域溫度升高,熱應(yīng)力增加,所以圓角淬火曲軸磨削時不宜采用過高的砂輪線速度。
       3、工件材料硬度高,磨粒容易鈍化,摩擦力增加,就會在工件表面層形成擠壓現(xiàn)象,而磨削區(qū)域產(chǎn)生的熱量也就愈大,軸徑表面形成的溫度差也愈大。交界線兩側(cè)的溫度越大,則引起的拉應(yīng)力就越大。當(dāng)瞬時應(yīng)力超過軸徑表面淬火層組織的斷裂強(qiáng)度時,就要引起沿著磨削方向的垂直裂紋。為了使磨鈍的磨粒能及時脫落,應(yīng)選用較軟的砂輪,為避免曲軸軸徑表面燒傷,一般選用WA46K砂輪。
       4、砂輪應(yīng)及時進(jìn)行修整,否則砂輪鈍化后切削作用減少,而砂輪與曲軸間的摩擦擠壓加劇,磨削力和磨削熱顯著增加,容易引起曲軸軸徑表面燒傷和產(chǎn)生細(xì)小的裂紋,所以砂輪要及時修整,保持砂輪磨粒鋒利。
       5、改變磨削液的加注方法。傳統(tǒng)的磨削液加注方法有以下幾種:
       1)普通供液法(又稱澆注法),是利用低壓泵(0.1~0.2MPa)通過噴中級向磨削區(qū)供給磨削液方法。這種方法簡便易行,應(yīng)用廣泛。但是往往由于磨削液流速低,壓力小,很難沖破砂輪高速回轉(zhuǎn)所形成的氣流障礙,注入磨削弧區(qū),冷卻效果較差。
       2)高壓噴射供液法,是采用高壓泵(1~6MPa)以提高供液壓力。把磨削液高速噴出,使其沖破氣流屏障進(jìn)入弧區(qū),將磨削熱迅速帶走。致使磨削區(qū)溫度下降,這種供液方法冷卻效果顯著。
       3)氣流擋板輔助加注法,是在砂輪外圓面及側(cè)面設(shè)置可調(diào)節(jié)的氣流擋板,阻擋空氣向弧區(qū)快速流動,擋板與砂輪表面間隙應(yīng)盡量小,并且可隨砂輪直徑減小而適當(dāng)調(diào)整。采用這種氣流擋板結(jié)構(gòu),既可使噴嘴噴出的磨削液流貼緊在砂輪表面上,從而較順利地進(jìn)入弧區(qū),又能防止磨削液向兩邊飛濺。通常普通噴嘴噴出的磨削液壓力隨砂輪的轉(zhuǎn)速提高急劇下降,而用氣流擋板后,噴嘴噴出的磨削液壓力與砂輪轉(zhuǎn)速無關(guān),能保證恒定的壓力。
       4)穿流供液法又稱砂輪內(nèi)冷卻法,它是利用砂輪自身的多孔性,從砂輪的中心供給磨削液,由于砂輪回轉(zhuǎn)離心力的作用,使磨削液在砂輪工作時,從其外表面噴出直線磨削液進(jìn)入磨削區(qū)的一種供液法。普通供液和穿流供液相比較,穿流供液顯示出比普通供液更優(yōu)異的效果,但這種供液系統(tǒng)成本較高。
       5)開槽砂輪供液法是隨著開槽砂輪斷續(xù)緩磨工藝的應(yīng)用,能使更多的磨削液進(jìn)入弧區(qū),起間斷冷卻作用,使磨削熱積聚減少,冷卻效果較為顯著。
       6、改進(jìn)后的磨削液加注法將上述各種磨削液加注方法,進(jìn)行綜合使用效果尤佳,采用可調(diào)氣流擋板和高、低壓供液泵同時使用。高壓供液泵輸出的磨削液用來清洗冷卻砂輪,低壓供液泵輸出的磨削液用來供液,同時給所使用砂輪的兩個側(cè)面開上槽,實(shí)現(xiàn)斷續(xù)磨削。我公司主要是采用這種綜合供液法的供液方式,對普通磨床冷卻系統(tǒng)進(jìn)行改造后來磨削圓角淬火曲軸,通過近三年來的使用情況看效果比較好。
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