5、
MW；Xl!Eav(imi)
圖4.4YF06與YL10.2W向力和法向力對(duì)比圖
如圖4.4所示為在相同磨削參數(shù)卜.用180薦砂輪分別磨削YF06和YL10.2的力效應(yīng)曲線圖。由圖4.4可知.磨削YL10.2時(shí)磨旳力比磨削YF06時(shí)小?且上升趨勢(shì)
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654321
O
切削?Ug??)
Vs-30m/s：Vw-35mai/s
—?—180HF06Y—280HF06
切削深
也更T緩，這與材料的顯微結(jié)構(gòu)和化學(xué)成分仃關(guān)。Co是俺質(zhì)合金中的重耍成分,當(dāng)裂紋擴(kuò)展到粘結(jié)相區(qū)域時(shí)，由FCo具有良好的韌性和駛性,可吸收裂紋擴(kuò)展時(shí)的能盤(pán)，因此能有效的緩解裂紋向
6、合金內(nèi)部擴(kuò)展,從而提高磧質(zhì)合金工具的使用性能。對(duì)于兩種晶粒大小相近的硬質(zhì)令金材料,化學(xué)成分對(duì)材料在加匸過(guò)程中的形響較大。材料YL10.2的含Cofit較YF06要大4%,所以材料YL10.2的塑性和韌性較YF06的要好，磨粒壓入材料表而更容易,因而法向磨削力更小.整體韌性較好.烤削時(shí)以刻性變型為主要的材料去除方式.
4」.5不同砂輪粒度對(duì)磨削力的影響Vs二30m/s:Vw35mm/s
—180SYF06—2K0=YF06
圖4.51X0*矽輪與280#矽輪加工YF06時(shí)法向力和切向力大小對(duì)比圖
陽(yáng)4.5所示為180#和280#砂輪加工YF06時(shí)的力效應(yīng)曲線圖，由圖4.5可知,1X0#砂
7、輪加TYF06時(shí)所受的力較2X0#砂輪加TYF06時(shí)耍小。其原囚是隨著砂輪粒度的變化，單位而枳內(nèi)砂輪的解粒增多，單位時(shí)間通過(guò)的（i效磨削刃數(shù)增加,丙此曆削力增大.
.分析與討論
由F磨削過(guò)程中砂輪表面上有效磨粒的狀況和磨粒的作用情況i?分復(fù)雜?而R材料致密度等的不同也會(huì)影響材料j|身的力學(xué)性能?婆建立一個(gè)I?分符合實(shí)際的硬質(zhì)合金燒削力數(shù)學(xué)模熨比較閑堆.岡此?町以假設(shè)坯粒的形狀尺寸的于一致、砂輪表浙的燒粒分布均勻且只考慮材料表血靡擦層的前提卜，規(guī)立硬質(zhì)合金表浙層磨削理論計(jì)算公式?磨削過(guò)程中有兩個(gè)乘要的力學(xué)模型:磨粒切削加I.模型和壓糧斷裂力學(xué)?？?膺粒切削加工?？兆C明：硬脆材料去除通常由脆性
8、斷裂實(shí)現(xiàn)，但大部分磨削能S的消耗與塑性變形仃關(guān).壓痕斷裂槌型證明:變脆材料在機(jī)械加工過(guò)程中所產(chǎn)生的表面缺陷與壓痕及其的相似:位于壓頭正卜方的是測(cè)性變形區(qū).漿性變形區(qū)彤成兩個(gè)上婆的裂紋系統(tǒng).能向和橫向裂紋。通過(guò)帖解削過(guò)程材料公除方式的觀察，可認(rèn)為超細(xì)鎖質(zhì)介金炳削過(guò)程中的燒削力可分為數(shù)性變形和脆性斷製在磨削過(guò)程中所產(chǎn)生的磨和力叭磨粒壓痕模型如圖4.6所示:
圖4.6壓備受力模型
式中P為外我荷：n為壓頭r-ff]:-為切削厚度：2“為特征尺寸：〃，為臨界切削厚度：“存為垠大切削厚度：九為斷裂系數(shù)(訛值135O()~2OO(K))：K加材料斷裂韌性系數(shù)：E為壓頭兒何岡子：H為材料硬度
9、。
臨界切削廳度由上式所定義.通過(guò)相關(guān)理論分析和大量實(shí)驗(yàn).在工程軟件Mallab屮采用三元線性回歸法，何如卜磨削理論公式.
1)數(shù)性變形過(guò)程：
切向磨削力：
FaxKx(t；^vrv：a(4.2)
法向磨削力:
嚴(yán)叮W《4.3)
解削力比：
廠_J、_^2(44)C—「匸喬莎?。?4-4)
2）脆性￡除過(guò)用
切削曆削力:
(4.5)
法向曆削力:
(4.6)
磨削力比:
(4.7)
式中兒，億，位，“4均為比例系數(shù)?與磨粒形狀及材料性能等仃關(guān).仃以上公式可如磨削加工過(guò)程中炳削用雖對(duì)曆削力蹈響由瓦指數(shù)所確定-由之前一些研究表明，膺削一般硬脆材料a的収值范用（0
10、-23）.磐削趙細(xì)晶粒硬質(zhì)合金時(shí)，由于其具有很高的硬度和耐解性,從掃描電鏡得出材料的去除機(jī)理以脆性去除和粉末公除為主。収0=0.6并帶入公式.
由式可如.瞬削深度對(duì)燒削力的妙響啟大，砂輪線速度和工作臺(tái)速度甘曆削力的形響相對(duì)牧小.由公式和實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知,磨削力隨著匚作臺(tái)速度和切削深度的增加而增加?卻隨砂輪線速度的增加而減小。
4.2磨削參數(shù)對(duì)超細(xì)硬質(zhì)合金磨削力比的影響砂輪速度對(duì)磨削力比的影響
同曆削力一樣，解削力比q.也是評(píng)價(jià)材料“J熔削性的乘要描標(biāo)?它不僅與砂輪的銳利程度仃關(guān)，《.隨彼燒材料的特性不同而不同.此外，q的數(shù)值還與膺削方式有關(guān)。瞬削力比q可以通過(guò)下式來(lái)計(jì)算。
圖4.7所示
11、為-定曆削條件卜??燒削力分力比q噴砂輪線速度匕的變化情況。由圖4.7所示，砂輪線速度",增大，曆削力比q會(huì)増加.這表明隨著匕増加.法向雅削力的卜降速度比切向曆削力的卜降速度耍慢.由爍擦學(xué)原理可知，硬衣血粗糙峰對(duì)軟表1（11進(jìn)行無(wú)粘結(jié)滑擦耕犁時(shí).拠表面粗糙峰的形狀及其斥入軟表Illi的深度都會(huì)產(chǎn)生不同的法向磨削力和切向磨削力的比值,這也是導(dǎo)致磨削過(guò)程中磨削力比變化的因索。砂輪鷹粒壓入深度越深，所產(chǎn)生的燒削力比越大。'"I砂輪線速度"，提高時(shí).辟削過(guò)程中材料去除方式由皺性去除向脆性去除轉(zhuǎn)變，這也是孵
削力比增人的-個(gè)脈岡。
b±?f二u￡
ap0.07bhi
303336
砂輪線連恣Y
12、s(?/s)
—Vw=35m?/s
T—V■二5?m/s
V?55*?/$
圖4.7矽輪線速度對(duì)磨削力比的影響
工作臺(tái)速度對(duì)磨削力比的影響
Vg=33atzH.4^=0.07mm
皂￡
t-YF<*-180S
YF06-280#
YL10.2-180W
—YLIO?2-2308
1525354555
I：作臺(tái)連度Wr(ran/g)
圖4.8工作臺(tái)速度對(duì)磨削力比的影響
圖4.X為炳削力比q融工作臺(tái)速度的變化悄況.由圖4.X中的曲線可知，在工作臺(tái)速度山5mm/s增人到55mm/s的過(guò)程中，燼削力比q的變化趨勢(shì)是先略有減小然后増大的.WT作臺(tái)速度増大,磨削過(guò)程中最大未變
13、形切眉厚度地加.所以磨粒切入加工表面的深度増加,購(gòu)粒所受的法向力和切向力都將増大.當(dāng)工作臺(tái)速度較小時(shí),切向力的増大較法向力的明顯，屛粒所受的法向磨削力與切向鷹削力比減小.但從另-方面來(lái)仃?隨工作臺(tái)速度匕繼續(xù)增人，肛顆鷹粒切削厚度進(jìn)一步增大.最大未變形切屑厚度堀大到一定程度時(shí)材料去除方式開(kāi)始由舉性￡除轉(zhuǎn)向脆性斷裂.所以磨削力比q仃增人趨外。但是從曲線圖4.8來(lái)行?q的變化波動(dòng)很小，所以在普通磨削中匸作臺(tái)速度對(duì)辭削力比q的變化趨勢(shì)形響并不明顯。
423切削深度對(duì)磨削力比的影響Vw-35mni/s
—Vs=30?/sT—“二36?$
切削深麼％(mn)
切削深麼％(mn)
4321
14、0b±?froc￡
圖4.9切削深度對(duì)磨削力分力比的影響
由圖4.9為府削力比q隨切削深度§的變化情況?由圖可知?隨著切削深度竹，增人.單位寬度蟻削力比q略仃減小?肖切削深度似增加時(shí)?單顆曆粒用入的深
度也會(huì)増加.單顆磨粒法向磨削力和切向磨削力都會(huì)増大.磨削力比q減小.同時(shí)，甌切削深度?的堆加，切屑姒人未變形厚度增加.使得材料去除方式發(fā)生了山劇性公除向脆性斷裂的轉(zhuǎn)變，粧削力比q增人.在這兩種影響燒削力比的因索中，燒粒切入深度對(duì)法向力和切向力的影響更眾溝，所以燒削力比q減小.從曲線陽(yáng)4.9可以石出.雖然坯削力比仃微小變化.但是這?變化并不明顯。
424不同材料對(duì)磨削力比的影響Vs：30a
15、/s:Vw=35ra/s
圖4.10不同材料對(duì)磨削力分力比的影響
圖4.10所示為用1X0#砂輪分別加LYF06和YL10.2所得的朋削力比效應(yīng)曲線圖.由圖4」0可知,相同條件下磨削YL10.2的磨削力比q要比磨削YF06的磨前力比4大?
4.3磨削溫度的初步測(cè)帚結(jié)果
惦削溫度是宙砂輪在瞬削加匸時(shí)砂輪供粒仃匸件接觸區(qū)域反巫作用形成的，懈削溫度過(guò)島対砂輪弊粒的耐腦性和強(qiáng)度都會(huì)產(chǎn)生不利莎響。燒削溫度過(guò)高還會(huì)會(huì)&致橡膠和樹(shù)脂礦化.対■于樹(shù)脂結(jié)合劑砂輪川橡膠結(jié)合劑砂輪來(lái)講，燒削溫度過(guò)髙會(huì)加速弊JI瞬損。膵削溫度達(dá)到一定程度會(huì)引起弊削區(qū)域內(nèi)強(qiáng)烈的化學(xué)反應(yīng),從ifu導(dǎo)致廉粒般損加快而快速減弱或
16、失去切削能力.過(guò)髙的膺削溫度還敘使機(jī)床產(chǎn)生熱變形.從而影響到機(jī)床粘度?磨削溫度的檢測(cè)對(duì)磨削加I：和砂輪的選擇都八存巫要億義。至今為止的一些調(diào)査研究表明好的表面微觀形貌和砂輪?匚件的溫度應(yīng)力分fh仃很人關(guān)系?要弄淸處這些，我們必須對(duì)砂輪?匸件系統(tǒng)在惦削區(qū)的熱流呈、機(jī)械特性以及熱變形仃更深入的了解.就前而人部分學(xué)者的研究來(lái)說(shuō).他們認(rèn)為熱流呈的側(cè)而輪燒形狀仃三種:矩形、三角形以及拋物線形.LCZHANG以及其他人的研究認(rèn)為，把熱流呈側(cè)浙輪卿形狀形容為三角形更加準(zhǔn)確.輪燒頂點(diǎn)在磨削區(qū)的改變會(huì)引起溫度場(chǎng)的改變.
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252015105
YI.10.2iii/
磨削參數(shù)對(duì)硬質(zhì)合金磨削力和溫度的影響
