2009年8月19日
Nguyen Tien Dong, Koji Matsumaru, Masakazu Takatsu和Kozo Ishizaki
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AZojomo (ISSN 1833-122X)第6卷2009年8月
主题
摘要
关键字
介绍
实验的程序
结果
讨论
结论
确认
参考文献
详细联系方式
摘要
砂轮载荷是决定砂轮可磨性的主要因素之一。它会导致磨削力和磨削温度增加到一定程度，从而导致磨削样品表面完整性的恶化。采用新研制的六角形杯形金刚石砂轮对AZ31B镁合金进行了磨削。计算每次磨削通过单位长度样品表面的磨粒数Ng，以评价砂轮加载条件下的磨削表面和砂轮的磨粒效率。在不加砂轮载荷的情况下，表面粗糙度数据在所有六边形砂轮的粗糙度与Ng图中形成一条曲线，在常规砂轮中形成另一条曲线。两条曲线的差异表明，六角形砂轮的有效工作磨粒数是常规砂轮的5倍左右。当车轮载荷发生时，地面会受到破坏，即车轮转速越高，Ng越高，表面会变得越粗糙。六角形车轮在加载条件下的粗糙度数据在粗糙度与Ng图上落在常规车轮的直线上。结果表明:加载条件下，六角形砂轮有效工作磨粒数减少，与常规砂轮有效工作磨粒数相近;
关键字
砂轮装载，镁合金，六角结构，杯形金刚石砂轮，表面粗糙度，磨削
介绍
汽车工业为降低燃料消耗所作的努力使轻金属成为轻型建筑的材料欧洲杯足球竞彩。镁合金是建筑中密度最低的金属材料(ñ = 1.8 g.cm)欧洲杯足球竞彩3)，甚至与铝[1]相比，其重量可减少35%。尽管对车载设备的需求越来越大，但这使得汽车制造商能够满足更轻的车辆的监管要求，并相应减少排放。2020欧洲杯下注官网
在研磨这些轻材料时，主要关注的是“砂轮加载”，这可以定义为当工件材料的颗粒粘附在磨欧洲杯足球竞彩粒上或嵌入砂轮上的磨粒之间的间隙时砂轮的状态。欧洲杯猜球平台在这种情况下，磨削力和磨削温度会上升到一定程度，导致砂轮表面完整性恶化，砂轮磨损率更高，原因是磨粒或结合剂破裂。
Yossifon等人揭示，当车轮在操作中加载时，转移到车轮上的金属面积随着车轮硬度等级[3]的增加而增加。Yossifon等人提出了砂轮表面活性晶粒的检测方法，并提到在[4]加载条件下，工件材料与活性晶粒粘附导致活性晶粒数量减少。然而，活性磨粒是指直接作用于被磨料表面的磨粒。在砂轮表面，磨粒随机分布，凸出高度不同。许多磨粒一个接一个地移动并通过来研磨样品表面。只有位于先前颗粒或突出度足够高的颗粒所形成的沟槽不同位置的颗粒才能接触并形成另一个沟槽来去除磨料。其他的颗粒，位于通过之前的颗粒形成的相同槽和/或有较低的突出高度，不接触磨削表面。换句话说，这些谷物并没有有效地发挥作用。因此，Yossifon等人提出的主动粒数检测方法不能满足实际的主动粒数。Nguyen等人开发了一种通过表面粗糙度测量[5]来检测活性颗粒数量的新方法。 By evaluating the number of abrasive grains which pass through a unit length of a sample surface for each grinding pass, they revealed that the abrasive grains work effectively for newly developed cup-type diamond grinding wheels with hexagonal pattern is about 5 times higher that those of the conventional wheel on grind a hard-to-machine ceramics [5].
在本工作中，以镁合金AZ31B (ASTM - American Society for Testing & Materials)为代表的轻金属，采用新开发的杯状金刚石砂轮和常规砂轮进行磨削。欧洲杯足球竞彩本文的目的是评价在车轮载荷条件下加工轻金属的活性磨粒。
实验的程序
本文采用Kim等人开发的调节力进给(RFF)磨削系统来评价磨削速度[6,7]。在加工过程中工作台进给力保持在3.8 N不变。样品为镁合金AZ31B (Al 3%， Zn 1%， Mn 0.45%)(长冈工业大学Kamado实验室，日本长冈)，尺寸为50 x 40 x 1.5 mm，放在真空台钳上。磨石比R定义为含有磨料颗粒的六角形边缘面积与砂轮表面总面积的比值。使用了4个新开发的金刚石砂轮(R分别为13%、19%、25%和36.0%)和一个常规砂轮(R 100%)(#200，玻璃化粘结剂20重量%，日本长冈NanoTEM Co. Ltd)，见表1。
表1。磨石比例，R为六角形砂轮和常规砂轮。
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砂轮转速分别为500、1500、3000 rpm，每道切割深度为10µm，总切割深度为200µm。每次磨削试验前，车轮都要重新修整。在修整、修整、磨削过程中，以0.5 l/min的流量将冷却剂水喷入砂轮与试样的接触区。磨削条件如表2所示。
表2。砂轮规格、磨削条件及样品。
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直径: |
转速:n/ rpm 500、1500、3000 |
材料AZ31B |
外,维O |
250毫米 |
切削深度, |
10µm |
维 |
50 x 40毫米 |
内,维我 |
80毫米 |
总切削深度 |
200µm |
厚度 |
1.5毫米 |
粒度(#200)，d |
74µm |
恒工作台进给力 |
3.8 N |
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粘接材料 |
玻化 |
冷却剂水, |
0.5 lmin－1 |
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在磨削过程中，记录每个磨削道次的磨削时间，得到工作台进给速度Sf。由于工作台的进给力是恒定的，工作台的进给时间取决于磨削条件，如可磨性和磨削深度。采用轮廓仪(Surfcom 3000A, Tokyo Seimitsu Co. Ltd, Tokyo, Japan)测量样品表面粗糙度Ra。
结果
使用RFF加工系统Sf可计算为:
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在维OD我砂轮的外径和内径分别为L年代样品长度为50mm, t为每道研磨工序的研磨时间。
图1 (a)和(b)表示Sf和R一个作为R在不同转速下的函数(500、1500和3000转)。车轮加载不发生在n = 500, 1500 rpm，但只有3000 rpm。对于所有的砂轮，给定n, Sf随着R的增加而减小。年代f随着n的增加变得更快。表面粗糙度随n和R的增大而减小。对于给定的n，较高的Ra，即常规车轮获得粗糙的表面。当n = 3000转/分钟时，当车轮转速较高时，磨削表面损坏，表面粗糙度增大。
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图1所示。(a)工作台进给速度，Sf作为R的函数，在不同的n, 500, 1500和3000 rpm。对于所有的砂轮，给定n, Sf随着R的增加而减小。(b)样品表面粗糙度，Ra作为R的函数，不同的n, 500, 1500和3000 rpm。Ra随n或R的增加而减小。
讨论
有效的工作磨料粒
通过单位长度样品表面的磨粒数Ng计算为:
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L在哪里一个是阿基米德的螺旋长度，z一个单位面积内的磨粒(约30粒/毫米)2就目前情况而言)。具体计算方法见[5]。
所有六边形车轮无加载时的表面粗糙度数据均为一条曲线，即图2中的曲线(I)。
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图2。表面粗糙度,R一个与通过单位长度样品表面的磨粒数相比，Ng用于六角形车轮和无车轮加载的传统车轮。表面粗糙度数据为所有六边形车轮形成一个曲线，即曲线(I)。
星号表示R一个常规车轮数据。在相同的Ra下，常规车轮的Ng值大于六角形车轮。图3中加入了砂轮加载条件下的Ra数据。R一个常规车轮和六角形车轮在轮载条件下的Ra数据形成另一条曲线，如图3所示曲线(II)。当发生轮载时，地面损坏，即R一个增加六角形车轮也。
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图3。表面粗糙度,R一个与通过单位长度样品表面的磨粒数相比，Ng表示有和没有加载条件下的砂轮。R一个加载条件下六角形车轮的数据和R一个对于常规车轮，形成一条曲线，即曲线(II)。
产生这种现象的可能原因是常规砂轮、六角形砂轮和加载条件下的砂轮有效工作磨粒数不同。将曲线(II)的Ng值乘以五分之一，曲线(II)与曲线(I)重叠，如图4所示。
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图4。表面粗糙度,R一个通过单位长度的样品表面的磨粒数，Ng表示每一次磨通。将传统车轮的曲线(II)乘以曲线(II)上的Ng值的五分之一，叠加在六角形车轮的曲线(I)上。
也就是说，在轮载条件下，六角形砂轮的有效工作磨粒数是常规砂轮和六角形砂轮的5倍左右。在加载条件下，六角形砂轮的有效工作磨粒数与常规砂轮相似。产生这种现象的可能原因是工件材料与磨粒的粘连，填充了砂轮上磨粒之间的空隙，使得许多磨粒无法工作来去除工件材料。将1 / 7乘以常规车轮载荷条件下的Ng值，将Ng叠加到曲线(II)上，如图5所示。
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图5。表面粗糙度，Ra与通过单位长度样品表面的磨粒数，Ng代表每一次磨削。将常规车轮在3000rpm时的装轮点乘以七分之一，叠加在Curve (II)在没有装轮时的500和1500 rpm。
因此，在轮载条件下，常规砂轮的有效工作磨粒数是常规砂轮的7倍左右。通过这种评价方法，可以了解砂轮的可磨性。这是一种新的设计高效率砂轮的方法。
结论
在本工作中，镁合金是由传统和新开发的六角金刚石砂轮磨削。可以得出以下结论:
- 通过表面粗糙度测量来评价磨粒效率的方法可以设计出更高效的砂轮，如六角形砂轮。新开发的砂轮可以有效地研磨镁合金等轻金属。
- 在镁合金磨削过程中，六角形砂轮在无加载状态下的有效工作磨粒数比常规砂轮高出约5倍。
- 在加载条件下，六角形砂轮的有效工作磨粒数减少，与常规砂轮的有效工作磨粒数相近。
- 常规砂轮在无加载状态下的有效工作磨粒数比常规砂轮在加载状态下的有效工作磨粒数高出约7倍。
- 采用表面粗糙度测量法对负载条件下的活性磨粒进行评定，较现有的评定方法具有优越性。
确认
作者想对文部科学省和日本政府通过“21世纪卓越中心(COE)计划”和“地区科学技术促进城市地区长冈”等部分支援表示感谢。欧洲杯线上买球
参考文献
- 王志强，“镁的性质、应用与潜力”，材料科学与工程，2001,37 -45。欧洲杯足球竞彩欧洲杯线上买球
- 王志强，“镁合金的加工”，《机械工程学报》，第1期，[3-4](1999)183-186。欧洲杯足球竞彩
- S. Yossifon和C. Rubenstein，“高黏附工件的磨削，第1部分-机理”，美国机械工程师学会学报，103(1981)144-155。
- S. Yossifon, C. Rubenstein，“磨削高黏附工件时的砂轮磨损”，国际。j·马赫。工具Des. Res. 22[3](1982) 159-176。
- 阮德仁，“利用新型杯形金刚石砂轮加工陶瓷的磨粒效率和表面粗糙度”，中华人民大学学报(自然科学版)，10[2](2008)77-84。
- H. Kim, K. Matsumaru, A. Takata, K. Ishizaki，“硅片和烧结铝的研磨行为”2O3.采用恒力进给磨削系统”，中华人民大学学报(自然科学版)，5[2](2003)50-53。
- 高田和石崎，“调节力进给磨削系统对陶瓷加工缺陷的影响”，中华民国机械工程学会，6[2](2004)290-297。
详细联系方式
Nguyen Tien Dong, Koji Matsumaru, Kozo Ishizaki
长冈工业大学
长冈,新泻940 - 2188
日本
Masakazu Takatsu
Nano-TEM有限公司
Shimogejo 1 - 485
长冈,新泻940 - 0012
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本文也以印刷版发表于《材料与材料加工技术进展》，11[1](2009)19-24。欧洲杯足球竞彩