內(nèi)圓磨削與外圓和表面磨削

內(nèi)圓磨削與外圓和表面磨削是完全不同，由于孔內(nèi)加工的砂輪的外形，加工車間必須特別注意砂輪和工件的接觸面積，更要注意砂輪與工件之間的關(guān)系——砂輪速度，工件速度，砂輪軸的剛性和其他操作因素。

大多數(shù)的車間都以為對(duì)一個(gè)特定的工件來(lái)說(shuō)，選擇正確的內(nèi)圓磨削砂輪只與要磨削的材料有關(guān)。然而在很多情況下，這是錯(cuò)誤的，Saint-Gobain Abrasives（www.saint-gobain.com）的一位應(yīng)用工程師Bill Bednarski說(shuō)。

試想一家車間使用32A氧化鋁砂輪（一種非常鋒利的單晶體磨粒）來(lái)磨削硬質(zhì)工具鋼，然后用同樣規(guī)格的砂輪來(lái)進(jìn)行內(nèi)部磨削操作。就會(huì)看到震顫和磨削過(guò)熱的現(xiàn)象。另外為了保證砂輪正常的工作，操作員在加工一個(gè)零件時(shí)就必須對(duì)砂輪做好幾次修整。另一方面，如果車間使用25A砂輪（更加易碎的磨粒等級(jí)J級(jí)，軟兩級(jí)）來(lái)進(jìn)行內(nèi)圓磨削就會(huì)消除震顫和磨削過(guò)熱，砂輪修整次數(shù)也減少到一個(gè)零件一次。

但Bednarski說(shuō)在為內(nèi)圓磨削選擇磨粒和等級(jí)時(shí)，除了要磨削材料及其硬度外，還有其他幾項(xiàng)因素是車間必須考慮的，磨削去除量，磨削精度和表面光潔度，接觸面積，砂輪尺寸，工件速度，砂輪速度和操作因素以及磨削系統(tǒng)的剛性。

工件的材料

工件材料的硬度等級(jí)和應(yīng)力裂紋主要影響了磨粒的選擇，尺寸和砂輪的等級(jí)。硬質(zhì)材料會(huì)抵抗磨粒的滲入而使砂輪很快變鈍。因此，更加堅(jiān)硬的工件材料，更多的操作者會(huì)選擇更軟等級(jí)的易碎磨粒砂輪。軟等級(jí)砂輪的磨料磨粒邊鈍后會(huì)掉下來(lái)，暴露出新的磨削顆粒。

下面是幾種給定材料的磨料選擇

  
◆ 氧化鋁或CBN磨料砂輪用于高抗拉強(qiáng)度材料，例如碳鋼，合金鋼和高速鋼。
◆ 碳化硅或金剛石磨料砂輪用于低抗拉強(qiáng)度的材料，例如鑄鐵，軟青銅和鋁，以及硬質(zhì)合金。
◆ 金剛石砂輪用于非金屬材料，例如高密度陶瓷，碳化硼，碳化鈣和硼硅酸玻璃。

按照斷裂特性可以分為三種碳化鋁磨料：

     客戶可以有以下更為廣泛的選擇范圍：19A、23A、27A、29A、32A、38A、DA、50A、57A、RA、DRA、87A、93A、PSA、50C、5CRA、3CRA、100A等。


◆ 深色、耐用氧化鋁（57A）和單晶體氧化鋁（32A）用于鋼制零件的一般內(nèi)部磨削。
◆ 白色、易碎氧化鋁（38A）非常適合特硬鋼的干磨削或輕磨削，因?yàn)樗睦鋮s和自修整作用。（當(dāng)磨削壓力增大后易碎磨料會(huì)斷裂，暴露出鋒利的切邊）
◆ 粉色氧化鋁（25A）磨削特性與38A很相似并且顯示出很好的外形保持特性。

另外，53A是黑色氧化鋁和白色氧化鋁的混合，其特性界于57A 和38A之間。

磨削量，磨削精度和表面光潔度

按常規(guī)，粗糙的磨粒用于高磨削率，因?yàn)檫@樣的砂輪通常允許大的磨削量。但是，如果工件材料是硬制鋼或一些其他很難滲入的合金，則應(yīng)該使用略微精細(xì)的磨料，由于與工件有更多的磨削點(diǎn)，砂輪會(huì)更加快速的進(jìn)行磨削。

為保持尺寸精度，非磨削砂輪是很重要的。非磨削砂輪有相當(dāng)小的壓力，并且在精密加工時(shí)是非常重要的影響因素。例如，一個(gè)內(nèi)圓需要0.005英寸到0.008英寸的圓角半徑，砂輪磨料尺寸應(yīng)當(dāng)為100到150。在光潔度操作中，通常是更好的光潔度需要更加精細(xì)的磨料尺寸和冷卻磨削砂輪。冷卻磨削可以使磨削熱產(chǎn)生的變形減小到最少，并且可以快速和一致的生產(chǎn)精密零件。

接觸面積

與外圓磨削相比，內(nèi)圓磨削具有更加大的接觸面積。尤其在小孔磨削時(shí)，因此需要使用比孔略小的砂輪。與工件的接觸面大必須使用相對(duì)軟等級(jí)的砂輪，并具有開式結(jié)構(gòu)以提供充足的磨屑清理空間。

關(guān)于砂輪的尺寸，過(guò)大的砂輪會(huì)有低壓力和變鈍的問題。過(guò)大尺寸的砂輪還會(huì)阻止冷卻液，導(dǎo)致磨削區(qū)域非常低的磨屑去除。相反，一個(gè)砂輪如果太小就不能有效率的工作，因?yàn)闆]有足夠大的磨削面積，并且由于工作在過(guò)大壓力下會(huì)過(guò)度磨損。通常，當(dāng)砂輪的尺寸磨損至原有尺寸的70%時(shí)就需要更換他們了。

工件和砂輪的轉(zhuǎn)速以及操作因素

工件相對(duì)砂輪旋轉(zhuǎn)越快，更大的力會(huì)加在砂輪上，兩者中軟的一者會(huì)起作用。相反，當(dāng)砂輪尺寸增加時(shí)，施加在砂輪的力會(huì)減小，相對(duì)硬的砂輪的起作用。對(duì)Bednarski來(lái)說(shuō)，典型的砂輪速度大約在8,500 sfpm,但可分布于4,500 到 12,500 sfpm。

砂輪轉(zhuǎn)速因素

◆ 如果可以的話，保持正確的圓周速度并使用不變的表面速度。
◆ sfpm = 砂輪 rpm ×砂輪×0.2618
◆ 小的砂輪轉(zhuǎn)速會(huì)起到“軟作用”，而快的砂輪速度會(huì)起到“硬作用”

工件速度的經(jīng)驗(yàn)法則

◆ 工件速度與砂輪速度的比率應(yīng)當(dāng)在25:1和65:1之間。
◆ 對(duì)于材料硬度為Rc50或者更小：sfpmwheel = sfpmwork ÷ 30。
◆ 對(duì)于材料硬度為Rc51或者更大：sfpmwheel = sfpmwork ÷ 55。

操作因素

◆ 對(duì)硬度為Rc50或更軟的材料來(lái)說(shuō)，橫進(jìn)給率起點(diǎn)為：粗切率使用0.00015 英寸到0.00010英寸的每工件砂輪旋轉(zhuǎn)的去除率。光潔切除率采用0.00005 英寸到0.00003英寸。
◆ 對(duì)硬度為Rc51或更高的材料來(lái)說(shuō)，橫進(jìn)給率起點(diǎn)為：粗切率使用0.00010 英寸到0.00005英寸的每工件砂輪旋轉(zhuǎn)的去除率。光潔切除率采用0.00005 英寸到0.00003英寸。
◆ 震蕩率通常為75ipm到125ipm。起點(diǎn)，使用0.2×砂輪寬度× rpmwork

磨削系統(tǒng)剛性

成功的磨削系統(tǒng)需要?jiǎng)傂?，選擇合適的砂輪軸或主軸是非常必要的。要確定正確的砂輪軸，加工車間必須考慮砂輪磨損。在允許砂輪磨削工件和被修整的前提下選擇最短的。
關(guān)于砂輪軸的長(zhǎng)度與砂輪軸直徑的比率，使用盡可能最短的砂輪軸長(zhǎng)度和最大的砂輪軸直徑。

◆ 比率小于3:1會(huì)產(chǎn)生可靠的性能和最短的加工時(shí)間。
◆ 比率界于3:1 到 6:1通常作為邊界選擇。
◆ 比率大于6:1會(huì)導(dǎo)致諸如饒度、錐度、震顫和長(zhǎng)的加工時(shí)間。