铝合金加工无心磨削常见问题探讨

李彬彬　李娜

摘要：磨削加工一种历史悠久、应用广泛金属切削方法。文章针对铝合金7075材料的材料特性，结合TYC-12型高精度无心磨床磨削过程中的一些问题提出了一些技术处理方法，并对相应的工艺参数提出参考意见。

关键词：磨床性能；工艺参数；冷轧机；轧辊表面缺陷

中图分类号：TG580 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2014）04-0035-02

21世纪是新材料快速发展的时代，大量新材料的出现对企业产品加工的精度、质量也有了更高的要求，金属材料加工中对于磨削加工的需求增长越来越高，超出了其他新传统加工方法。磨削加工的需求有增无减，当然磨削加工中对于磨粒尺寸、形状要求等都有着较大影响，比如加工铝型材和加工韧性金属，对于磨床和砂轮的要求就会有所不同，所以针对不同材料进行磨削，首先要分析材料特性，制定适合的方案，选择合适的辅助设施，有针对性的进行磨削过程中的技术改进，这对于金属加工质量来说是十分有必要。

1 材料分析

铝合金7075主要含有锌元素。也属于航空系列，是铝镁锌铜合金，是可热处理合金，属于超硬铝合金，有良好的耐磨性。7075铝板是经消除应力的，加工后不会变形、翘曲。所有超大超厚的7075铝板全部经超声波探测，可以保证无砂眼、杂质。7075铝板的热导性高，可以缩短成型时间，提高工作效率。主要特点是硬度大7075是高硬度、高强度的铝合金，常用于制造飞机结构及期货。它要求强度高、抗腐蚀性能强的高应力结构件、模具制造。空心杆铝合金7075：Φ12×520，一端有螺纹30长，一段螺纹13长，要求表面光洁度Ra0.2以下。材料磨削要满足粗糙度、圆度、圆柱度、直径公差、凸度等技术要求外，还必须无明显表面缺陷。对于前几项技术要求的控制相对较容易，而表面缺陷的控制难度很大。

2 设备和辅助材料选择

有两种设备可供选择，M1040无心磨床以及TYC-12型高精度无心磨床，根据材料长度直径，我们选择TYC-12型高精度无心磨床，选择这款设备的理由是因为他的机床结构的稳定性，以及他的一个进给精度灵敏性。砂轮：砂轮我选择的是GC80的，他适合于做精磨工艺，一般性的表面光洁度能够稳定在Ra0.1以内。硬度，组织等属于公司常规规格。润滑液：采用普通柴油+润滑油基相调和，使它们之间互补，达到冷却及充分润滑之作用。具体勾兑比例可根据实际拥有密度而定。

辅助设施：采用公司最新型设计托架，选择硬度适中的导板，并对其摩擦面光洁度进一步修整，以防止工件旋转摩擦引起的暗痕。磨削角度以及调整都按常规路线走，并无其他特别之处，在经过了几个小时的研磨实验，对于砂轮修整，如何防止工件表面刮痕并提高光洁度等问题，取得了很好的效果，并且综合了磨削过程中的一些问题及解决方案。其中有部分需要注意及解决的问题提供给大家参考。

3 7075材料磨削技术关键

磨屑形成磨削过程一个复杂多因素、多变量共同作用过程，其目通过切除一定量工件材料获得较高表面质量精度。砂带磨削技术作为一种磨削和抛光相结合的新工艺，因其具有加工效率高、冷态磨削、磨削速度稳定、磨削精度高和磨削成本低等优点，被认为是一种优质、高效、低耗和用途广泛的加工方法。它是采用砂带这一特殊形式的磨削工具，借助接触轮，并在一定压力下，使砂带与轮毂表面连续接触以实现磨削加工。砂轮一个由磨料、结合剂经压坯、干燥、烧结而成疏松体，其单个磨粒就一把微小切削刃，有很大负前角刃口钝圆半径。磨削方式磨削方式上，凡增大砂轮与工件接触面积磨削均会加剧砂轮堵塞。这因为砂轮与工件接触面积大，磨粒切削刃会同一磨痕上多次划擦，使工件上磨削层强化加剧，冷却液又难以进入磨削区，磨削热量多、温度高，为堵塞创造条件，易产生化学粘着性堵塞嵌入性堵塞。如端磨比周磨易堵塞，横向切入磨削比纵向磨削堵塞严重。径向切入量径向切入量对砂轮堵塞影响呈驼峰趋势。

砂轮在磨钝过程当中进行修整，开始磨削的工件表面必定有磨伤刮痕，如果到精磨，则造成不良品产生。解决方法：可取与砂轮硬度相匹配磨削之材料，长度自选，直径大小相差等同工件便可。在砂轮当中按正常磨削工艺磨削3～5次，尽量在保证磨削区正常情况下调整磨量。此动作是将砂轮在修整时未完全脱落之沙粒清理干净，使工件在精磨之时可直接磨削。毋须半径磨。

冷却液在磨削过程当中会掺杂进铝屑，但回流至冷却水箱之后漂浮在最上层，且因为油型冷却液的特点，在静止时间较短的情况下铝屑不会全部浮起，部分较小铝屑仍旧掺杂在里面，在循环过程当中会对工件表面光洁度产生影响。解决方法：因为本次磨削是属于样品加工，冷却液使用时间以小时计算，故此问题不明显，但据观察发现，批量加工中，此问题如果不解决彻底必将对工件表面光洁度产生较大影响。传统模式纸带过滤机，普通冷却水箱都达不到此效果。

采用普通式试冷却，冷却区域等同于砂轮宽度，此工件长度520mm。故工件在磨出之时将有500mm的长度会一直摩擦于导板及导板。（工件长度较短则此问题不明显）会产生少许不规则白色流星带（在灯光下较容易看到）。解决方法：将导板及导板表面光洁度提高，加长冷却区域，在工件出口磨削部位保证冷却液能充分产生润滑效果，可以防止此类问题出现。此样品加工之后直线度为0.002mm，圆度0.002mm，个人感觉效果还是很不错的，光洁度因为还要做实验，所以现在无法断定最后能不能达到要求。

4 结语

总之，铝合金的磨削要制定适合的方案，选择合适的辅助设施，有针对性的进行磨削过程中的技术改进，比如改进砂轮速度、工件速度、磨削方式、切削深度及磨削液等磨削过程诸现象及磨削结果重要参数。因此，对影响磨削过程的各种因素进行分析研究，对磨削用量等参数进行单因素、多因素实验，建立优化合理磨削参数并总结出规律，可以大大提高金属加工质量。

参考文献

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