磨削加工是一种历史悠久、应用广泛的金属切削方法。在国内,目前主要应用在传统刀具难以切削的硬质材料以及精度、表面质量要求高的零件的加工。随着大量新材料的出现和应用以及科学技术发展所带来的对零件精度、质量的新要求,磨削加工应用的增长幅度远超过其他传统加工方法。在国外,磨削加工已广泛地应用在毛坯直接加工,在很多方面取代了传统的切削方法,磨床的数量也达到机床总数的60%左右。磨削加工中,不仅磨粒的尺寸、形状和分布对加工起着重要作用,往往在加工韧性金属时,出现砂轮的急剧堵塞钝化,导致砂轮寿命过早结束,要避免砂轮堵塞钝化和由此产生的不利影响,研究砂轮的磨屑产生过程十分有必要。
磨屑的形成
磨削过程是一个复杂的多因素、多变量共同作用的过程,其目的是通过切除一定量的工件材料获得较高表面质量和精度。砂轮是一个由磨料、结合剂经压坯、干燥、烧结而成的疏松体,其中的单个磨粒就是一把微小的切削刃,有很大的负前角和刃口钝圆半径。高速运动的磨粒经过滑擦、耕犁后切入工件。
切削层材料有明显的沿剪切面滑移后形成的短而薄的切屑,这些磨屑在磨削区内被加热到很高的温度(如中碳钢材料可达到1200K以上),然后被氧化和熔化,随后固化成微粒球体,在球体面上还有某些叉枝,这种球状磨屑是一种主要磨屑形式。磨削不锈钢时,通过扫描电子显微镜,发现大量球状磨屑,当然还伴随着带状、节状磨屑以及灰烬,这些磨屑有不少部分将会填充到砂轮气孔中,依附在磨料的四周,引起砂轮的堵塞,导致磨削精度下降,烧伤工件,缩短砂轮寿命。由于陶瓷结合剂的把持性比较好,很好的过度了磨料层和路基的粘合力,陶瓷结合剂金刚石砂轮在湿磨的情况下磨屑堵塞出现的概率很小。在今天的机械加工中陶瓷结合剂金刚石扮演着重要的角色。