2015-10-31 | 發(fā)布者: | 欄目：雙端面磨床問題
雙端面磨削氧化鋁陶瓷金剛石砂輪研究（二）
陶瓷結(jié)合劑金剛石砂輪雙端面磨削氧化鋁陶瓷實(shí)驗(yàn)：
實(shí)驗(yàn)設(shè)備：
SP-3雙端面磨床，該磨床有兩個(gè)磨削工位，一個(gè)砂輪置于上部該磨床有兩個(gè)磨削工位，一個(gè)砂輪置于上部且可換位，兩個(gè)砂輪定心于下部。
工件為99.5%的圓柱狀純氧化鋁陶瓷，外徑12/16英寸，內(nèi)徑7/16英寸，高度1/2英寸。24個(gè)工件每三個(gè)一組，同事雙端面磨削每個(gè)工件的兩個(gè)端面。每個(gè)工件的原始高度、每個(gè)端面的原始表面粗糙度和有關(guān)精度參數(shù)一一記錄，并且每個(gè)工件上下端面的表面粗糙度值分別取平均值。
工具包括兩篇陶瓷結(jié)合劑金剛石砂輪，P級硬度，金剛石平均粒度為9μm，100%濃度。每篇砂輪在完成4輪實(shí)驗(yàn)后用碳化硅石油修整約2分鐘。
其他工具有：形狀精度干涉測量儀，表面粗糙度數(shù)顯儀，數(shù)顯測速表，精密電子天平，用作冷卻液分散器的手動泵。
冷卻液為5%濃度的合成液，冷卻液被充分的噴在砂輪表面，并在第一組12個(gè)樣品加工完成后自然晾干。第一組樣品為濕磨粗加工，第二組樣品為干磨精加工。
實(shí)驗(yàn)方案
表1是關(guān)于本實(shí)驗(yàn)過程輸入和輸出參數(shù)的說明、范圍和實(shí)驗(yàn)值。如表1所示，進(jìn)行兩組磨削實(shí)驗(yàn)：第一組12個(gè)實(shí)驗(yàn)為粗磨，磨削方式為濕磨，時(shí)間為2分鐘。第二組12個(gè)實(shí)驗(yàn)為精磨，磨削方式為干磨，時(shí)間為3分鐘。兩組實(shí)驗(yàn)中各12個(gè)實(shí)驗(yàn)的順序是隨機(jī)的，而時(shí)間參數(shù)是確定不變的。壓力參數(shù)是定性的，其“高”、“低”分別對應(yīng)三種砂輪速度：3.104和10.348psi對應(yīng)于60rpm，1.035和10.348psi對應(yīng)于125rpm，1.035和3.104psi對應(yīng)于200rpm。
1.磨除率
磨除率（MRR）采用重量法來評價(jià)。每個(gè)工件在被加工前后都用精度為0.1mg的HR-120型電子天平稱重，每次都要用噴水器清洗、超聲波去毛刺和壓縮空氣噴干。MRR根據(jù)以下公式計(jì)算：
（1）
公式中ρ是氧化鋁的密度（3.984g/c㎡），dw/dt是加工期間中間重量的差值。
分析MRR的變化（以0.05為顯著等級）發(fā)現(xiàn)，加工時(shí)間對MRR的影響顯著，砂輪速度的影響次之，行星速度和工件所受壓力的影響不明顯。
相對于加工時(shí)間2分鐘和5分鐘，MRR的平均值分別為
和
（cu.in/min），標(biāo)準(zhǔn)偏差為
和
（cu.in/min）。標(biāo)準(zhǔn)偏差的離散度隨加工時(shí)間的延長而迅速第減低表明了加工過程的穩(wěn)定性和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的合理性。
圖5、6、7是不同砂輪速度、行星輪速度、和壓力下MRR的平均值隨時(shí)間的變化情況，可以看到MRR值隨時(shí)間的延長而下降，這可能是由于磨削過程中砂輪表面的形貌發(fā)生變化所致。由此表明，去除余量隨時(shí)間的下降取決于砂輪特性和加工條件。行星輪速度對MRR值形影不大，因?yàn)樵诮o定的加工時(shí)間內(nèi)不同行星輪速度下的MRR值幾乎相同。此外，在不同行星輪速度下MRR值隨時(shí)間的變化及其相似。隨時(shí)間的延長，不同行星輪速度下的MRR值趨于一致。
表面粗糙度（Ra）
表面粗糙度的變化分析以0.01為顯著等級。分析結(jié)果表面，砂輪速度對表面粗糙度的影響顯著，而行星輪速度、壓力則沒有影響。此外，還發(fā)現(xiàn)加工時(shí)間對表面粗糙度有顯著的影響。圖8至圖12的曲線反應(yīng)了不同砂輪速度、行星輪速度、壓力下Ra值隨時(shí)間的變化。統(tǒng)計(jì)分析表明，Ra值歲加工時(shí)間延長而改變。這可屆時(shí)為砂輪表面隨磨削時(shí)間的變化，因?yàn)楸砻娲植诙仁悄チ＼壽E重疊的結(jié)果。這告訴我們表面粗糙度并不能無限制的改善，而只能趨于小的臨界值。
切屑和砂輪磨蝕粉粒易于集聚在下部砂輪的工作表面上，因此，工件正面的表面粗糙度總是要略優(yōu)于背面?？傊?，正面的平均粗糙度提高5.5倍，而背面只提高4倍。
砂輪對Ra有一定的影響，這可能是對砂輪和工件之間的相對運(yùn)動增加有關(guān)，砂輪速度越高粗糙度越好，有趣是粗磨階段。要獲得較好的Ra值，應(yīng)該選擇的砂輪速度。
行星輪速度對Ra值沒有影響。
壓力有一定的影響，可能是磨粒切入工件的深度有關(guān)，壓力越低粗糙度越好，特別是精磨階段。正如直覺所望，壓力越低粗糙度越好，尤其是粗磨加工后。要獲得較好的Ra值應(yīng)盡可能地保證低的壓力。
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