影响磨削加工表面粗糙度的主要因素及控制方法

磨削时，砂轮速度很高，其表面的磨粒分布高低不均，形状不一。作为切削刃的磨粒，大多数为负前角，切削层单位面积切削力较大，磨削温度很高。磨削加工时，如果单位面积上的磨粒越多，则刻痕就越多且深度越均匀，表面粗糙度就越小。所以，影响磨削表面粗糙度的主要因素有以下几个：

1．砂轮的影响

1）砂轮的粒度。砂轮的粒度号数越大，单位面积上的磨粒就越多，在工件表面上留下的刻痕就越多越细，表面粗糙度就越小。但磨粒过细，砂轮容易堵塞，使砂轮失去切削能力，增加了摩擦热，反而造成工件表面塑性变形增大，使表面粗糙度增大。

2）砂轮的硬度。砂轮太硬，钝化的磨粒不能脱落，工件表面受到强烈的摩擦和挤压，塑性变形加剧，使工件表面粗糙度值增大；砂轮太软，磨粒脱落过快，磨粒不能充分发挥切削作用，且刚修整好的砂轮表面会因磨粒的脱落而过早被破坏，工件表面粗糙度值也会增大。

3）砂轮的组织。紧密组织砂轮的磨粒比例大，气孔小，在成形磨削和精密磨削时，能获得较小的表面粗糙度。疏松组织砂轮不易堵塞，适用于磨削韧性大而硬度不高的材料或热敏性材料。一般情况下，选用中等组织的砂轮。

4）砂轮的修整。砂轮修整质量对表面粗糙度影响很大，修整砂轮时，金刚石笔越锋利，在磨粒上修整出的微刃就越多；金刚石笔的纵向进给量越小，砂轮表面磨粒的等高性也越好，被磨工件的表面粗糙度值也就越小。

2．磨削用量的影响

磨削用量包括砂轮速度、工件速度、纵向进给量和磨削深度等。

1）砂轮速度。砂轮的速度越高，单位时间内通过被磨表面的磨粒就越多，因而工件表面的粗糙度值就越小。同时，砂轮速度越高，使工件表面金属塑性变形传播的速度小于切削速度，工件材料来不及变形，致使表层金属的塑性变形减小，磨削表面的粗糙度值也将减小。(www.xing528.com)

2）工件速度和纵向进给量。工件速度低，在砂轮上每一磨粒刃口的平均切削厚度小，塑性变形小，同时单位时间内通过被磨表面的磨粒数增加，有利于降低表面粗糙度；纵向进给量小，则工件表面上每个部位被砂轮重复磨削的次数增加，被磨表面的粗糙度值将减小。

3）磨削深度。磨削深度小，工件塑性变形就小，工件表面粗糙度值也小，通常在磨削过程中开始采用较大磨削深度以提高生产率，而后采用小的磨削深度以减小粗糙度值。

图6-5 所示为采用GD60ZR2A 砂轮磨削30CrMnSiA 材料时磨削用量对表面粗糙度的影响曲线。

图6-5　磨削用量对表面粗糙度的影响

a）砂轮速度影响；b）工件速度；c）背吃刀量影响

3．工件材料和切削液的影响

一般工件材料硬度高有利于减小工件表面粗糙度值，但硬度过高使磨粒刃口容易变钝，致使工件表面粗糙度值增大。切削液减少了磨削热，减小了塑性变形，同时可及时冲掉碎落的磨粒，减轻砂轮与工件的摩擦，并能防止磨削烧伤，使工件表面粗糙度值减小。