磨削液效率专用评价方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明属于磨削液评价领域。
【背景技术】
[0002] 陶瓷材料具有非常优异的机械性能，在工程上的应用领域正不断地扩大。然而由 于陶瓷材料的高硬度和易碎性使得磨削加工成为其主流的加工方法。由于磨削速度高，发 热量大，磨削温度高，加工过程中容易因为热应力的作用而产生表面裂纹，砂轮磨损钝化， 磨粒脱落等现象。磨肩嵌塞在砂轮容肩空间中还会造成堵塞使砂轮失去磨削能力。为了降 低磨削温度，冲洗掉磨肩和砂轮末，提高磨削比和工件表面质量，必须采用高性能的磨削液 来保证陶瓷磨削过程的顺利进行。但相对于金属材料来说，陶瓷材料发展时间较短，并且材 料的物理化学性能各异，使得目前陶瓷磨削过程中磨削液使用的针对性很差，应用效果不 佳，大大制约了陶瓷高效工艺过程的实现。因此，有针对性地开发陶瓷专用磨削液成为陶瓷 加工领域研宄人员所关注的热点问题之一。
[0003] 在磨削液研宄中，大多数成果都集中在磨削过程中提高润滑性能、降低磨削温度 等领域，来确保磨削过程的顺利进行。但这种研宄实际上是将磨削液视为一种辅助工具，而 忽视了磨削液对最终磨削结果的巨大影响。这种研宄模式下，独立性能的提升并不保证磨 削结果的优异。正是基于此现状，一些研宄人员从实用的角度出发，以磨削液的第一类性能 即磨削结果来考察磨削液的优劣。而对于难加工材料来说，磨削液对材料去除率和加工能 力的影响无疑是研宄人员所关注的重点方向。实现这一目标，恒力试验是一种非常先进的 试验手段，其基本思想是将恒定的磨削力作为参照来考察各种磨削液对加工过程的影响。 这种方法最直接的应用就是通过恒力磨床大批量的磨削来考察磨削液的各种性能。如材料 去除率、砂轮钝化率和工件表面质量。例如，美国学者在开发长碳链醇磨削液对氮化硅陶瓷 和硬质合金磨削过程的影响就采用了这种方法。此方法对已定型磨削液的最终评价十分准 确可靠。但不足是每次考察所需的磨削液和工件的数量非常大，这对于磨削液开发过程往 往并不适用。因此，磨削液研宄过程中，研宄人员也往往同时自行设计开发各种等力机构来 完成试验。例如，美国学者在考察卤代烃陶瓷专用磨削液时就自行开发了一种带动力的恒 力机构，磨削液采用浸渍的方法进行磨削液评价。YasuoYamanaka等人提出一种在环上放一 试验块的装置，用来在实验室条件下评价磨削液的特性并在几种刊物上介绍和讨论了这种 用来研宄磨削的仪器。东北大学的葛培琪也开发了一种小巧的恒力机构并与普通平面磨床 匹配使用，由于磨削仍然在普通磨床上进行，因此试验过程非常贴近实际的磨削工艺。
[0004] 这些试验方法仅将磨削液功能作为磨削输出结果的一个内在原因，而不再作为主 要的评价标准，因此可以摆脱其对应用效果评价的不确定性，进而有希望可以得到更加贴 近实际应用效果的评价。但目前这种方法只零星的出现于某些磨削液的研制过程中，并没 有系统地探索试验过程中的各个要素的应用规律和应用方法，限制了它们在不同领域磨削 液评价中的广泛采用。
【发明内容】
[0005] 本发明以前期磨削液研宄的过程中设计的恒力机构为基础尝试系统地建立磨削 液评价方法。特别是为陶瓷等材料均匀性远低于金属材料的专用磨削液提供评价方法。
[0006] 磨削液效率评价方法，其特征在于：
[0007] 砂轮材料去除率按照变化规律将曲线分为三个阶段：即初期钝化阶段、稳定钝化 阶段和急剧钝化阶段；
[0008] 稳定钝化阶段的试验数据ypy2,y3,y4,y5,......yn，为等比关系，第n次磨削所用的 磨削时间yn用公式：
【主权项】
1. 磨削液效率评价方法，其特征在于： 砂轮材料去除率按照变化规律将曲线分为三个阶段：即初期钝化阶段、稳定钝化阶段 和急剧钝化阶段； 稳定钝化阶段的试验数据y1，y2, y3, y4, y5,……yn，为等比关系，第n次磨削所用的磨削 时间yn用公式： Yn= YiXkn-1= Y2Xkn-2 =......= y η-! X k (1) 来描述，其中η表示磨削次数；； 式中，yn代表经历了 η次磨削后砂轮的钝化程度，y i代表砂轮的进入磨削时的初始钝化 程度，而k称做砂轮的钝化速度，代表了整个稳定钝化阶段砂轮的钝化速度；钝化速度k在 某一工作环境下具有唯一性并且由众多数据所拟合而得到，用钝化速度k来评价磨削液效 率； 进入稳定钝化阶段之前的砂轮初期处理工艺分为两个阶段：修磨和标定； (1) 修磨采用的是砂轮修锐的方法，即通过磨削固定在磨床工作台上的砂轮来实现金 刚石砂轮的修锐工作；碳化硅砂轮作为修锐材料时， (2) 标定试样的选择 由于陶瓷作为砂轮标定材料时，同组试验的标定试验需限定在同一条试样上进行；对 于金属材料不需要这样的限定； (3) 预磨处理 采用与实际试验参数相同的磨削参数及试样进行预先磨削直至进入稳定钝化阶段；预 磨处理完成的判定标准有两个：一是砂轮钝化越过初始钝化阶段；二是终止时同组试验中 砂轮单次磨削时间相同。
2. 根据权利要求1所述的磨削液效率评价方法，其特征在于： 同一组试验的对比必须在一致的磨削力和磨削深度下进行以保证磨削液试验条件的 一致性；为了拟合曲线，试验中正常磨损阶段试验数据的需要控制在10-15个。
【专利摘要】磨削液效率评价方法属于磨削液效率评价领域。磨削液效率评价方法，其特征在于：砂轮材料去除率按照变化规律将曲线分为三个阶段：即初期钝化阶段、稳定钝化阶段和急剧钝化阶段；进入稳定钝化阶段之前的砂轮初期处理工艺分为两个阶段：修磨和标定；修磨采用的是砂轮修锐的方法，即通过磨削固定在磨床工作台上的砂轮来实现金刚石砂轮的修锐工作；碳化硅砂轮作为修锐材料时，由于陶瓷作为砂轮标定材料时，同组试验的标定试验需限定在同一条试样上进行；采用与实际试验参数相同的磨削参数及试样进行预先磨削直至进入稳定钝化阶段；预磨处理完成的判定标准有两个：一是砂轮钝化越过初始钝化阶段；二是终止时同组试验中砂轮单次磨削时间相同。本发明大大提高了磨削液评价的准确性。
【IPC分类】B24B49-00
【公开号】CN104551998
【申请号】CN201410806243
【发明人】吴志远
【申请人】吴志远
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2014年12月21日