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(shí), 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(shí)存在的一個(gè)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(shí)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(shí)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(shí)應(yīng)力超過軸徑表面淬火層組織的斷裂強(qiáng)度時(shí), 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(shí)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。
[nextpage]
4、砂輪應(yīng)及時(shí)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(shí)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(dòng), 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(shí), 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(shí)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(shí)給所使用砂輪的兩個(gè)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。