如何开展磨削测试

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通常，砂轮的全部潜力并未得到充分利用。这可能是因为缺乏系统方法的缘故。以下说明的一种系统方法，有助于建立磨削程序的有效主要参数。

这种方法既可以应用于普通的缓进给磨削工序，也可以应用于铣刀和丝锥的凹槽磨削工序；既可以使用普通磨料，也可以使用超硬磨料。

建议采用的方法，分为六个程序步骤。我们用一些简单公式来定义一些主要参数。

程序步骤:

目的
准备
运行
评估
记录
发布

目标

首先，明确想要实现的目标。有些目标可能相互冲突，如既想提高切除率，同时又想取得更佳程序稳定性。其中一些目标可能包括：

修正现有问题（烧伤、表面精度、尺寸稳定性）
改善加工经济性，如延长砂轮使用寿命
提高材料切除率，即缩短加工时间
测试新的规格
提高磨削生产结果的稳定性

准备

如果任务是现有程序，则要熟悉主要问题并做好记录。其中包括：

材料切除率 Q’_w 或 Q-prime (记住Q’_w = (v_w x a_e)/60 = (进给率 v_w （单位：毫米/分钟） x 磨削深度 a_e （单位：毫米）, 除以60)
砂轮速率比 v_c
进给率 v_w
磨削余量总量和磨削深度 a_e 以及磨削数目
检查喷嘴是否受损，确定并记录喷嘴位置
测量冷却液温度（早晚）并检查流量
修整速率比 q_s、进给量、同步或异步修整
在磨削周期期间检查电流计记录粗削期间的最高读数值
检查风动磨削时间和超限长度请记住:实际磨削时间通常只有总周期时间的20－30%。通过减少风动磨削，不需要提高进给率，往往便能缩短加工时间。

磨料和粘结剂的选择

对于缓进给磨削工序，选择陶瓷粘结剂型的氧化铝(Al₂O₃)砂轮。对于丝锥磨削，选择单晶氧化铝 Al₂O₃砂轮。对于使用普通磨料的丝锥槽磨削，选择树脂粘结剂型的砂轮。硬质合金刀具需要金刚石砂轮，最好是混合型粘结剂，如NaxoForce系列或高性能树脂粘结剂。工具钢制铣刀需要混合型、陶瓷型或树脂粘结剂型的CBN。在选择磨料粒度尺寸时，尽可能选择大的磨料粒度尺寸，同时留意角半径要求和表面精整限制。请记住：若把磨料颗粒尺寸减半，相同体积可以纳入八倍多的颗粒，相同接触面积可以纳入四倍多的颗粒。这样可以增大摩擦，减少冷却液的输送。

在进行磨削之前，还要询问操作员所遇到的主要问题。这些问题包括:

砂轮现在或以前是否有变形？
是否碰到过烧伤或震颤？
程序是否稳定？
冷却液供应效果如何?是否在整个生产班次中都一样？
夹具刚性是否足够？是否发生震动？
能否保持尺寸稳定性？

运行

若使用陶瓷粘结型砂轮，在安装砂轮之前，先要对砂轮做音响检查！在金属法兰和使陶瓷砂轮之间使用塑料缓冲垫。使用扭力扳手上紧法兰螺钉。除非给出其它扭矩值，否则对次生孔隙度砂轮使用大约30 Nm的扭矩。具有金属本体的超磨砂轮不需要塑料法兰，也不需要扭力扳手。

若感觉特定砂轮的现有参数合理，则使用新的砂轮规格重复使用这些参数并比较结果。

假设您要运行陶瓷砂轮测试，而且只有几个小时进行测试，不妨将测试砂轮的直径降低到新砂轮和短齿砂轮直径的一半。通常，新砂轮的检查结果非常好，但性能随直径变小而降低。请记住：100毫米直径等于314毫米轮周，因此分担同样工作负荷的磨料颗粒就会少得多。

砂轮修整参数

假设您碰到一个没有历史数据的新磨削任务。若程序允许在配有旋转金刚石滚轮的整形器上对砂轮进行修整，开始先进行同步修整，将速率比qd设为0.8，对于普通磨料而言，将金刚石滚轮进给率ad设为0.5 µm － 1 µm/转。若使用CBN，则将进给率减为0.2 µm/转。NaxosForce粘结剂系列也提供可以修整的金刚石砂轮。

同步和异步修整

整形滚轮具有限定半径，允许使用两根机床轴联动而形成理想的轮廓，从而能够修整砂轮轮廓。在这种情况下，进给率v_d的选择应使得重合度u_d为4－6。重合度u_d越小，砂轮的研磨度和自由切削程度就越大。横向进给率 v_d取决于砂轮速率比 RPM (n_s) 和滚轮半径(r)。本文末尾列有横向进给率的公式。

整形滚轮的进给率 v_d

磨削参数

若要确定进给率（v_w）,使用按每毫米砂轮宽度每秒去除材料体积(mm³) (mm³/mm/sec)给出的特定材料率Q’_w (Q-prime):Q’_w = (进给率v_w x 切削深度a_e) / 60。作为起点，以下数值可能有所帮助：

缓进给磨削硬化钢：5 － 10 mm/mm/s
缓进给磨削宇航镍合金： 10 to 20 mm³/mm/s
使用树脂粘接砂轮凹槽磨削丝锥： 10 to 20 mm³/mm/s
凹槽磨削整体硬合金铣刀： 6 to 12 mm³/mm/s

这些数值取决于机床刚性、工件夹持、磨削材料的硬度和微结构。

如果可能，使用向下磨削模式进行磨削，这样产生的作用力较小，从而能够降低烧伤和工件弯曲变形的风险。根据磨削工艺要求，应将行程数目尽可能保持在较低水平。为了降低加工时间，最好降低行程数目，而非提高进给率。然而，若力求降低加工时间，而且必须在提供切削深度或进给率之间做出选择，那么最好提高进给率，这样可以提高砂轮的研磨度和自由切削程度。

评估

在对任何特定程序做出过多改变之前，先运行一段时间，若使用普通磨料，最好完成一个砂轮的整个使用寿命。

此外还要记住，良好工程设计是一次只改变一个参数，观察改变，做出评估，然后才做进一步调整。

测量部件的尺寸准确性、毛刺形成情况和磨削损伤（烧伤）。鉴于您已经去除了不必要的行程，进一步缩短周期时间可以提高进给率。为了降低砂轮损耗，应减少修整进给。例如，连续修整缓进给可将每转进给率从0.8微米降低到0.6微米/转。最好是迫使砂轮出现故障或烧伤。出于这一目的，特别是烧伤，可能就要产生一些次品。

缓进给磨床上的负荷读值

若电流计读值为最大负荷的20％，则可以按20％逐级提高进给率。若电流计读值为60％，则按10％逐级提高。同样，要记住目标在于稳定的程序。我们追求的不是一开始看起来很好，但到下一次换班却会出故障的结果。一旦达到限度，无论是砂轮出现故障还是烧伤，则要按20％降低进给率，以便达到程序稳定性的舒适范围。

您观察到了什么？砂轮表现如何？如果出现变形，则表明存在以下一种或多种情况：

砂轮硬度不够
表面速度过低（按3-5米/秒逐级提高）
进给率过高
修整量不够
磨料颗粒尺寸太粗

该程序是否造成烧伤？

检查砂轮在修整之后是否锐利。为此要使砂轮完全停下，用指尖触摸感觉。若感觉砂轮光滑，则说明修整参数需要调整；若使用超级磨料，则需要使用修整棒将砂轮打开。检查冷却液的输送情况。喷嘴位置是否正确？冷却液流是否被夹具切断？表面速度可能过高。因此，尝试将砂轮速率比降低3－5 米/秒。您可以提高进给率来提高砂��的自我修锐。为此应按10％逐级进行。