套圈磨削烧伤分析与预防措施

1.烧伤产生机理

轴承套圈在磨加工中，由于磨粒对工件的切削、刻划和摩擦作用，使金属表面产生塑性变形，由工件内部金属分子间相对位移产生内摩擦而发热；砂轮切削时，相对于工件的速度很高，与工件表面产生剧烈的外摩擦而发热，又因为每颗磨料的切削都是瞬间的，其热量生成也在瞬间，又不能及时传散，所以在磨削区域的瞬时温度较高，一般可达到800～1500℃，如果散热措施不好，很容易造成工件表面的烧伤，也就是在工件的表层（一般有几十微米到击败微米）发生二次淬火及高温回火，破坏了工件表面的组织，肉眼可以看出严重的烧伤。表面出现严重的焦黄色或黑色氧化膜，轻微的烧伤则要用稀释的酸性溶液来浸蚀才能观察出来，烧伤部位呈黑色。烧伤会降低工件的使用寿命。

2.预防烧伤方法

由于烧伤是磨削区域产生大量的热量而又未及时散发造成的，因此避免烧伤必须减小热量的产生，加速热量的散发，也就是减小磨削时的内、外摩擦，且使工件得到充分有效的冷却。对冷却液来讲，其成分浓度要合适，流量、压力要充分，确实起到清洗作用（冲刷砂轮及工件的摩擦，冷却和润滑作用）。

减少摩擦热的产生，终究是要减少磨削时的内、外摩擦，这要综合考虑以下几方面的因素：减小磨削厚度，使金属塑性变形减小，内摩擦减小，从而减少磨削热；提高工件转速，工件磨削表面通过磨削区域的时间缩短，可减少磨削热的聚积，从砂轮特性来讲，磨料硬度高，则切削性能好，可减少发热，但磨料硬度不可太硬，组织不能太细，否则磨钝的磨料不易脱落，磨料间微孔易塞实而使砂轮降低切削性能，并增加工件与砂轮的接触面积，在工件表面强烈挤压，摩擦导致温度增高。因此为避免烧伤且保证磨料效率、工件精度，在粗磨时刻采用硬度低、组织号大的砂轮，选用较大的磨削厚度；在终磨时选用较硬的，组织号较小的砂轮，保证有效修整砂轮，并选用较小的磨削厚度；对于磨削强度高、硬度高和导热性差的材料，易采用较小的进给量，提高工件转速，可有效避免烧伤。

3.烧伤种类

在实际生产中有以下具体因素可造成烧伤：

（1）工艺系统振动、机床振动和液压系统压力不稳。在振动瞬间会增大磨削量，造成烧伤，此时烧伤沿工件表面呈振纹分布，也叫振纹烧伤。

（2）砂轮修整不良、使磨料不锋利，造成烧伤，此时烧伤沿砂轮磨痕分布，也叫划痕烧伤。

（3）无心夹具吸力不足或支承松动，工件会产生瞬间滑动，会引起烧伤。

（4）磨削量不均匀，磨削厚度不一致，会产生局部烧伤。

（5）砂轮过硬，进给量过大、工件转速过高（工件速度过高会降低砂轮的切削能力）会使工件表面产生均布烧伤。

①平面磨削

平面工序如在立式单头磨床上磨平面时，在正确执行操作规范的情况下，有以下几种因素会引起烧伤。

a.砂轮轴窜动，增大瞬间磨削量引起烧伤；此时须紧砂轮轴轴承或更换轴承。

b.工作台磁盘跳动或转速不均匀，增大了瞬间磨削量引起烧伤；须检修磁盘减速器的各种组件如蜗轮、蜗杆等、更换磨损件。

c.磁盘磁力小或断磁，这会使工件在磁盘上打滑、引起烧伤；检修，应调整充、退磁线路。

d.往复行程定位不灵，若行程开关接触不好或往复减速器组件磨损，蜗轮、蜗杆机构不能自锁，会使拖板里冲、撞击、跳动而造成烧伤。通过双端面平面磨床如M7675系列磨床以下原因会造成烧伤：

●送料导板磨损，不平直，送料不均匀；

●导板与砂轮工作面不平行；

●砂轮端面进口太小,使砂轮外缘承担大部分切削量,而砂轮变钝。

②外圆磨削

无心式外圆磨床如M1083，一般有以下几种特殊情况：

●进刀托板爬行、冲刀、使进刀量忽然增大引起烧伤；须调整楔铁、清洗润滑拖板或刮研导板、检修丝杠、丝母，更换磨损件。

●火花没调整合适，在入口处磨削过多，前端易烧伤，在出口处磨削过多则工件呈螺旋形痕迹。

●进刀量过大或电器元件接触不良，会使热继电器在工件中跳闸，而使灵敏停顿，此时应快速退刀。

③内经磨削

内径工序在磨削时砂轮与工件的接触弧较长，产生的热量较多；冷却液不易射到磨削区域、散热条件差；排楔困难，易塞实砂轮，这些都是造成磨削高温的原因，所以冷却液必须充分有效，砂轮要及时有效修整。像MZ208系列内圆磨床，其砂轮修整得补偿机构必须可靠，否则会发生因修整不到砂轮面造成烧伤。因这类机床补偿机构是靠滚子磨擦传动来来实现的，不能确保每次都得到相同的补偿量，目前较多的情况是将补偿机构由滚子磨擦机构改为步进电机机构。

④沟道磨削

对摆头磨削，其砂轮的自锐性要强，一般用橡胶结合剂砂轮，因为在磨削区域的高温下，橡胶结合剂易老化变脆，变钝的磨粒在摆动下易脱落，因此，应使砂轮经常保持锋利。对切入磨削来讲，其砂轮保持形状的性能要强，一般用较硬的砂轮，其自锐性较差，所以要经常有效修整，且冷却液要充分。对外沟工序来讲，是最易引起烧伤的工序，冷却充分尤为重要；另外由于砂轮表面转速不同，造成砂轮磨损程度不均匀，要求其修整效果要好，修正器旋转速度均匀、平稳、补偿机构要可靠，同时金刚石要锐利，笔尖位置应低于砂轮中心1～2mm，否则在修整时易引起振动，影响修整效果。