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工件磨削的表面粗糙度以及常见问题

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在工件加工,尤其是在精磨抛光中,会经常遇到一些问题,比如工件表面不够“亮”,工件表面有划痕,这里我们对于工件表面有一个评判标准---表面粗糙度。要找出以及解决问题,首先要了解什么是表面粗糙度。

表面粗糙度是指加工表面具有的较小间距和微小峰谷的不平度。其两波峰或两波谷之间的距离(波距)很小(在1mm以下),它属于微观几何形状误差。

工件表面粗糙度

很多客户习惯使用“表面光洁度”指标,其实,“表面光洁度”是按人的视觉观点提出来的,而“表面粗糙度”是按表面微观几何形状的实际提出来的。所以严格来讲,如果想表达对于工件表面质量的指标,应该用“表面粗糙度”一词,会更加正规,严谨。

一、常见第一个问题,不够“亮” ?

比如,古代的铜镜亮不亮?很亮,可以当做镜子使用,但如果说它的粗糙度好,那就不太正确,如果那个年代精磨抛光技术就能达到那么高的水平,那现代工业也不会常因为工件表面的抛光问题而头疼。

所以亮不完全等于粗糙度好,反之,表面发白发乌也不能说它粗糙度一定很差。具体粗糙度还是要用专业仪器,在微观下,去观察,测量。

钨钢工件

钨钢材质,客户使用金刚石粒度400#,不敢说粗糙度有多好,但可见非常亮

那如何才能使工件表面粗糙度达到要求,并且变得更亮?

首先要达到所需的表面粗糙度,就要选择合适的粒度的砂轮,但绝对不是盲目选择更细粒度的砂轮。

原因1.在粗糙度达到要求的情况下,尽可能选择粗粒度,可以提高效率

原因2.一些工件,尤其是一些金属材料,选择过细的粒度,反而会使工件表面发白,不够亮,选择粗粒度视觉亮度会更高。
有个客户,工件表面粗糙度要求Ra0.1,800#金刚石砂轮就可以达到要求,但因为工件表面有细微划痕,以为是砂轮粒度不够细,尝试了1000#,1500#,1800#,结果到达1500#,1800#之后,工件表面反而发白,没有原来亮。
其实要改善不够“亮”这个问题,可以通过提高砂轮的锋利度,砂轮的硬度,以及在工况允许的情况下,提高加工转速,也可以提高工件表面亮度。就是变相减少让刀来提高磨粒对工件表面的压力从而提升亮度。

这个原理其实从一些金属材料的车加工中也不难看出,很多金属材料刚刚车出来的时候会非常的亮,其实这是因为加工过程中对工件的一定挤压带来的,其表面加工时形成了一种类似于挤压研磨的效果。

当然,也可以在加工的最后,通过用研磨膏之类的方式,去抛光一下,提高工件表面质量,和亮度。

二、表面划痕问题

首先,表面粗糙度一般是由所采用的加工方法和其他因素所形成的,例如加工过程中刀具与零件表面间的摩擦、切屑分离时表面层金属的塑性变形以及工艺系统中的高频振动、电加工的放电凹坑等。由于加工方法和工件材料的不同,被加工表面留下痕迹的深浅、疏密、形状和纹理都有差别。

那么在选择正确粒度后,依然会造成工件表面划痕,常见原因如下:
1.制造砂轮时,磨料中混入大颗粒 或 形成结团现象。
这个问题属于生产工艺以及质量问题,可以重新制作一个砂轮

2.排屑不好,加工时大块碎屑在砂轮和工件中间,导致工件的划伤
碎屑分为砂轮碎屑,以及工件碎屑,当砂轮过软(结合强度低),会导致磨粒过多,过快脱落,甚至是结团脱落,加工时有大块碎屑在其中,划伤工件,这种情况可以适当调高砂轮的硬度,或是选择结合强度更高的结合剂来解决。
工件碎屑,可能是砂轮的排屑弱,设备转速过低,或工件材质比较沾刀,那么会在砂轮上结团所导致,这种情况可以改变砂轮配方,使其更加锋利,提高转速,也可以设计一些排屑槽,来改善。

3.砂轮跳动,旋转不稳定也会导致划痕
提高砂轮制作工艺,减小砂轮本身的跳动,以及改善设备。

4.循环冷却液中的碎屑,也有可能造成工件划伤
检查设备的冷却液以及循环系统

以上就是磨削过程中,出现的表面粗糙度的问题的一些看法,以及解决方案,其实粗糙度问题属于综合性问题,绝不是单一元素决定,也绝不是改变单一元素可以解决的,只有一定工况下,选择合适的砂轮,合适的加工参数,一一排除问题,以及尝试,方能得到最终想要的效果。
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