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1、磨削力、磨削功率及磨削温度-、磨削力和磨削功率（一）磨削力的主要特征及计算匡144磨削力的分解砂轮上单个磨粒的切削厚度固然很小，但是大量的磨粒同时对被磨金届层进 行 挤压、刻划和滑擦，加之磨粒的工作角度乂很不合理，因此总的磨削力很大。为便 丁测量和计算，将总磨削力分解为三个相互垂直的分力F x （轴向磨削力）、F y （径向磨削力）、F z （切向磨削力），如图牛4所示，和切削力相比，磨削力有如 下特征：1. 径向磨削力F y最大。这是因为磨粒的刃棱大都以负前角工作，而且刃 棱 钝化后，形成小的棱面增大了与工件的实际接触面积，从而使Fy增大。通常Fy =（1.6 3.2）F z。2. 轴向磨削
2、力F x很小，一般可以不必考虑。3. 磨削力随不同的磨削阶段而变化。在初磨阶段，磨削力由小至大变化较大； 进入稳定阶段，工艺系统的弹性变形达到一定程度，此时磨削力较为稳定；光磨 阶 段实际磨削深度近趋丁零，此时磨削力渐小。磨削力的计算公式如下：死占F+匕J ( 4-5)(4-6)v w , v分别为工件和砂轮的速度（m/s ）;f r径向进给量（mm）；B磨削宽度（mm）；a 假设磨粒为圆锥时的锥顶半角；C F切除单位体积的切屑所需的能（KJ/mm 2）;工件和砂轮间的摩擦系数。磨削过程很复杂，影响磨削力的因素也很多，上述理论公式的精确度不高。 目前一般采用实验方法来测定磨削力的大小。（二）磨
3、削功率的计算磨削时，由丁砂轮速度很高，功率消耗很大。主运动所消耗的功率定义为磨F-vP = 削功率。其计算公式如下： 而1000 （kW） （ 4-7 ）式中f z砂轮的切向力（N ）;v砂轮的线速度（mm/s ）。二、磨削温度由丁磨削的线速度很高，功率消耗较大，所以磨削温度很高。这样高的温度 会 直接影响工件的精度及表面质量。因此，控制磨削温度是提高工件表面质量和 保证 加工精度的重要途径。（二 磨削温度对工件表面质量的影响磨削工件的表面质量主要表现在表面粗糙度、表面烧伤、表面残余应力和裂 纹 几个方面，这里重点讨论磨削烧伤问题。1 磨削烧伤的产生和实质 磨削加工时，磨粒的切削、刻划和滑擦作
4、用，大多 数磨 粒的副前角切削以及高的磨削速度，使得工件表面层有很高的温度。因此对 已淬火 的钢件往往会使表面层的金相组织产生变化，从而使表面层的硬度下降， 严重的影 响了零件的使用性能，同时表面呈现氧化膜颜色，这种现象称为磨削烧 伤。所以磨 削烧伤的实质是材料表面层的金相组织发生变化。图4-6 所示为淬火高速钢磨削后表面层硬度的变化情况。由此可以看出，磨削烧伤会破坏工件表 面 层组织，严重的会出现裂纹，从而影响工件的耐磨性和使用寿命。2 磨削烧伤的表现形式磨削烧伤主要表现为以下三种形式：Q*8000TTT 仇1S 认2E 4-6饶伤表面的谨度变化1000|-(1)退火烧伤在磨削时，如工件表面
5、层温度超过相变温度 A c3 ,则马 氏体转变 为奥氏体，如果此时无冷却液，则表面层硬度急剧下降，工件表面层被 退火，故这 种烧伤称退火烧伤。工件干磨时常发生这种情况。(2 )淬火烧伤磨削时，工件表面层温度超过相变温度 A c3 ,如果此时 冷却充分 则表层将急冷形成二次淬火马氏体组织。 工件表层硬度较原来的回火 马氏体高，但 很薄，其下层因冷却速度慢仍为硬度较低的回火索氏体和屈氏体。 这种情况称为淬 火烧伤。(3 )回火烧伤磨削时，工件表面层温度未超过相变温度Ac3 ,但超过马氏体的转变温度，这时工件表层的组织将转变成硬度较低的回火屈氏体或索氏 体。这种情况称为回火烧伤。3 影响磨削烧伤的工艺因素(1 )磨削用量影响最大的是砂轮的速度v和径向进给量f r。当v和f r较小时， 不易出现烧伤。(2 )冷却方法 加大冷却剂流量和采用喷雾冷却、高压冷却等加速热量 的传 出，降低磨削区温度，可以有效避免烧伤现象。(3)砂轮接触长度 砂轮与工件的接触长度大，易堵塞而不易冷却，容易出 现烧伤。
