不銹鋼的磨削加工

1　前言

不銹鋼零件為達到表面質量和加工精度要求，通常采用磨削加工方法。由于不銹鋼韌性大、導熱系數小、彈性模量小，故在磨削加工中常存在如下問題：
1)砂輪易粘附堵塞；2)加工表面易燒傷；
3)加工硬化現象嚴重；4)工件易變形。
不難看出，砂輪和磨削液的選擇直接影響磨削效率和加工精度。本文對影響粘附堵塞和表面粗糙度的因素進行實驗研究。

2　實驗條件和方法

試件材料選用1Gr18Ni9Ti,其機械性能：σb=530MPa、σ=40%、硬度HB=187.試件尺寸直徑φ50mm、長300mm、φ50外圓表面精車，兩端面打中心孔。實驗在MGB1420外圓磨床上進行，砂輪為P400×40×203,磨削方式為外圓縱向磨削，為提高試驗結果的可靠性，進行重復試驗，觀察平均效應，消除隨機因素的影響，同時盡量保持磨削條件基本不變，通過改變砂輪的粒度、硬度、磨料，更換磨削液、磨削用量來考查對磨削效果的影響。

3　實驗結果分析

3.1　砂輪的粒度對粘附率的影響
選用的白剛玉、硬度K、粒度分別為36、46、60、80號的四個砂輪，對試件進行外圓縱向磨削，磨削長度為600mm,檢測粘附率，砂輪越細，粘附越嚴重，這是由于磨粒之間存在著空洞，磨削時切屑可存于空洞中；而砂輪越細，空洞越小，砂輪很快失去容屑空間，造成堵塞。

3.2　砂輪硬度對粘附率的影響
選用磨料為白剛玉、粒度46,硬度分別為H、J、K、L級的砂輪，對試件進行磨削，磨削行程600mm,檢測粘附率。砂輪硬度越高，粘附越嚴重。這是由于硬度低的砂輪，磨粒在磨削力作用下，易于從砂輪表面脫落，形成新的容屑空間，不易堵塞。

3.3　磨料對粘附率的影響
常用砂輪磨料有白剛玉和綠碳化硅兩種，實驗表明，兩種磨料對粘附率的影響，差別不大，綠碳化硅可稍減輕粘附現象，原因是性脆而鋒利。

3.4　磨削液對表面粗糙度的影響
分別使用乳化液三種，無機鹽磨削液和油基磨削液，加入硫、氯等極壓添加劑，觀察加工后工件的表面粗糙度，磨削液的流量為20L/min、磨削行程為600mm,實驗結果如表3所示。

由表3可以看出，表面張力小，含有極壓添加劑，磨削獲得的表面質量好。合理使用磨削液，能改善散熱條件，磨削液能將磨削屑和脫落的磨粒沖掉，同時在金屬表面形成油膜，起潤滑作用，降低工件表面粗糙度。

3.5　磨削用量對粘附率的影響
工件轉速、進給量及磨削深度對加工影響不大，從表1、2也可以看出，磨削深度的改變，對粘附率影響很小。

4　結論

1)磨削不銹鋼時，減小砂輪的粘附阻塞是提高磨削效率的重要因素，加工中要經常修整砂輪，保持切削刃的鋒利。
2)磨削不銹鋼的砂輪選用自銳性好的砂輪是主要目標，一般選用硬度低的砂輪效果好，但也不能選擇硬度太低，否則磨粒未磨鈍就脫落。推薦選用J級。
3)為減小磨削時砂輪的粘附阻塞，應選用粗粒度的砂輪。粗磨時用36、46號粒度，精磨時選用60號粒度。
4)磨削不銹鋼時，采用GC砂輪可提高磨削效率。
5）磨削液選用必須兼顧潤滑和清洗兩種作用，供給充足，可選用表面張力小，含極壓添加劑的乳化液，可獲得高的表面質量。
6)磨削用量的選擇可根據加工余量確定。
7)實驗過程中發現，砂輪的組織和結合劑對不銹鋼的磨削過程有一定的影響，目前受實驗手段限制，有待進一步研究。