一、圓角淬火曲軸磨削裂紋的原因分析:
根據實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裂紋。磨削擋寬端面及圓角是砂輪端面及圓角進行切削,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,發熱量也相對高。由于磨削熱引起的熱應力直接受磨削區域的溫度差所決定, 工作區域磨削溫度愈高,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層的限制,熱應力表現為壓應力。而在冷卻期間,由于磨削區域表面迅速冷縮而受到內層及周圍的阻力,熱應力變為拉應力。因此,磨削產生的裂紋,主要因素是磨削冷卻期間的瞬間應力變化所造成的。
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行,粗磨時選用粒度較粗的軟砂進行磨削,便于強力磨削,提高生產效率,然后再用粒度較細的砂輪進行精磨。
2、砂輪線速度愈高,擠壓引起摩擦力也愈大,使曲軸磨削區域溫度升高,熱應力增加,所以圓角淬火曲軸磨削時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象,而磨削區域產生的熱量也就愈大,軸徑表面形成的溫度差也愈大。交界線兩側的溫度越大,則引起的拉應力就越大。當瞬時應力超過軸徑表面淬火層組織的斷裂強度時,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脫落,應選用較軟的砂輪,為避免曲軸軸徑表面燒傷,一般選用WA46K 砂輪。
4、砂輪應及時進行修整,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生細小的裂紋,所以砂輪要及時修整,保持砂輪磨粒鋒利。
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入弧區,將磨削熱迅速帶走。致使磨削區溫度下降, 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面設置可調節的氣流擋板,阻擋空氣向弧區快速流動,擋板與砂輪表面間隙應盡量小,并且可隨砂輪直徑減小而適當調整。采用這種氣流擋板結構,既可使噴嘴噴出的磨削液流貼緊在砂輪表面上,從而較順利地進入弧區,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速無關,能保證恒定的壓力。
4)穿流供液法又稱砂輪內冷卻法,它是利用砂輪自身的多孔性,從砂輪的中心供給磨削液,由于砂輪回轉離心力的作用,使磨削液在砂輪工作時, 從其外表面噴出直線磨削液進入磨削區的一種供液法。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異的效果,但這種供液系統成本較高。
5)開槽砂輪供液法是隨著開槽砂輪斷續緩磨工藝的應用,能使更多的磨削液進入弧區,起間斷冷卻作用,使磨削熱積聚減少,冷卻效果較為顯著。
6、改進后的磨削液加注法將上述各種磨削液加注方法,進行綜合使用效果尤佳,采用可調氣流擋板和高、低壓供液泵同時使用。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,同時給所使用砂輪的兩個側面開上槽,實現斷續磨削。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進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。(中國工程機械動力部件網)