数控机床磨削加工直接编程技术

在金属磨削加工中，要想获得理想的加工精度和表面质量，选择正确的磨削液是非常重要的。不同的金属磨削加工方式所产生的加工现象不同，对磨削液的要求也不同，所以使用的磨削液更不同。

水基磨削液的选择1.1

普通磨削

普通磨削建议采用普通乳化磨削液，稀释浓度为2%～5%，由防锈剂、乳化剂和矿物油配制而成。普通磨削包括外圆、内圆、锥面、平面磨削等，根据砂轮粒度号和磨削用量的不同，可分为粗磨和精磨。粗磨加工精度要求不高，加工尺寸公差等级为IT8～IT7级，表面粗糙度0.8～0.4 μm；精磨可获得较高的加工精度和较低的粗糙度，加工尺寸公差等级为IT6～IT5级，表面粗糙度0.4～0.1μm。磨削加工中砂轮线速度一般为30～35 m/s。磨削时产生大量的金属细碎屑和砂轮脱粒下来的细碎磨粒，易粘在砂轮和工件表面上，破坏加工表面质量。普通磨削加工要求切削液的清洗和冷却性能好，兼有防锈和润滑性能。

1.2

高速磨削

高速磨削适宜采用水基磨削液。在金属磨削加工中，通常把砂轮线速度超过50 m/s的磨削称为高速磨削。高速磨削与普通磨削的区别在于，随着砂轮线速度增加，单位时间内砂轮通过磨削加工区域的磨粒数增加，在进给一定的情况下，砂轮与工件的摩擦次数增加，使得单位时间内产生的热量也增加，磨削温度显著升高。试验测定，砂轮线速度为60 m/s时的磨削温度（工作平均温度）比30 m/s高约50%～70%；砂轮线速度为80 m/s时的磨削温度比60m/s时又高15%～20%。工件温度升高，则工件加工表面发生烧伤和形成裂纹的可能性增加，且造成加工尺寸误差加大。随着砂轮线速度增加，在一定单位时间金属磨除量下，磨粒的切削厚度变薄，在高温和高接触压力下，被磨材料粘附在磨粒上，切屑也会嵌入砂轮的孔隙中，造成砂轮表面孔隙堵塞、变钝，从而使磨削效率下降。因此高速磨削加工时不能使用普通的磨削液，而要使用具有良好渗透性能、冷却性能、极压润滑性能、防锈性能、沉降性能和清洗性能的磨削液，可迅速将所产生的废屑冲洗干净并迅速沉降，满足加工工艺要求。此外由于效率高、发热量大，高速磨削对磨削液的冷却性能及润滑性能要求很高。油基磨削液的传热效果差，磨削区域温度过高，会导致磨削液产生冒烟现象，造成工作区域环境污染，况且由于油基磨削液冷却不充分，往往会造成工件表面烧伤。水基磨削液由于含水率较高，冷却效果优于油基磨削液，故成为在高速磨削中选用的理由。

1.3

强力磨削

强力磨削宜选择含极压添加剂的水基合成磨削液。强力磨削又叫强力成形磨削，在磨前一般不需要进行工件的粗加工，而是通过提高磨削深度，由毛坯直接磨出工件所要求的尺寸精度、形状位置精度和表面加工质量，一次磨削成形，使粗、精加工合并到一台机床上来完成，实现缩短生产周期及降低成本的目的。与一般磨削相比，强力磨削切削深度大，磨削力和磨削热也很大，磨削功率消耗97%以上转变为热能释放出来。在磨削过程中产生的热量若不及时消除，切屑将熔化形成焊珠，使加工表面烧伤、砂轮表面粘焊堵死，因此为保证磨削效果，必须对砂轮进行高压清洗、对工件强制冷却。在磨削过程中，砂轮与工件表面接触弧较长，对清洗性能及冷却性能要求高于润滑性能、防锈性能，故选用含硫极压添加剂的水基合成磨削液，有利于降低磨削力、减少功率消耗、防止出现烧伤。含硫极压添加剂还可以与含氯极压添加剂复合使用，进一步提高润滑效果。

油基磨削液的选择2.1

金刚石砂轮磨削

金刚石砂轮磨削宜选用低粘度油基磨削液。金刚石砂轮具有硬度高、抗压强度高、耐磨性好、使用寿命长等特性，主要用于磨削硬质合金、玻璃、陶瓷、半导体材料等高硬脆材料和金属材料。由于工件硬度高，磨削时产生的过多热量将导致砂轮过早磨损，因此磨削液主要应具备润滑及冷却性能，保持砂轮锋锐。金刚石砂轮磨削采用润滑性能好的低粘度油基磨削液，能够迅速将切屑及砂轮磨粒等杂物冲走，获得更好的加工件表面质量和加工精度。

2.2

螺纹、齿轮和丝杠磨削

螺纹、齿轮和丝杠磨削宜选择低粘度、高闪点、含极压添加剂的油基磨削液。在金属切削加工中，螺纹、齿轮和丝杠整体淬火在热处理和磨削过程中变形较大，应尽可能采用表面硬化处理。此外，对尺寸精度、表面加工质量要求很高，淬硬后采用磨削加工，可确保加工尺寸精度和表面质量符合工艺要求。

油基磨削液润滑性能优于水基磨削液，可防止砂轮磨粒切削刃摩擦损耗和切削粘附，保持磨粒锋锐，减小磨削力，降低磨削热，很好地保证加工表面粗糙度；油基磨削液冷却速度不如水基磨削液，工件产生应力小，工件表面磨削裂纹少；油基磨削液添加的极压添加剂可与工件材料反应，生成低抗剪强度的润滑膜，能够有效提高磨削液的负荷能力，减轻磨粒切削刃尖端的磨损，减少了磨削过程中磨粒与工件的摩擦，降低了摩擦产生的热量，使工件表面温度降低，减少工件残余应力。

由于螺纹、齿轮和丝杠磨削对砂轮成型面有较高要求，加工尺寸精度要求高，表面粗糙度要求高，一般宜采用含极压添加剂的油基磨削液。同时，为了获得较好的冷却性和清洗性，防止磨削液产生冒烟现象，油基磨削液应附加低粘度、高闪点的特点。