MQL参数对40Cr磨削强化层表面质量影响的试验研究

发布时间：2019-07-15 18:16

【摘要】：为了改善磨削强化层的表面质量,将微量润滑(简称MQL)应用于磨削强化工艺。采用MQL技术对40Cr钢进行磨削强化试验,研究了润滑冷却工艺,如磨削液供给方式、MQL喷射流量、空气压力等对磨削强化层深度、表面显微硬度和表面粗糙度等的影响。结果表明:在湿磨条件下,工件表面没有产生强化层;在MQL磨削条件下,获得的强化层深度略低于干磨,但表面显微硬度较干磨有所提高,且MQL下工件表面的粗糙度低于干磨;在MQL磨削强化中,增加MQL喷射流量和空气压力均有利于提高强化层的表面硬度和降低表面粗糙度。因此,MQL磨削强化能提高工件表面的质量,改善零部件的使用性能。
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图片说明：工件夹具砂轮喷嘴进气口空气过滤器精密柱塞泵油杯箱体气压表双层管喷嘴050100150200250300350400450500800700600500400300200维氏硬度（HV）距表面层的距离d/μm干磨MOL削磨湿磨图3不同磨削液供给方式下磨削表面层的显微硬度(MQL的空气压力Pa=0.6MPa，喷射流量Ql=240ml/h)Fig.3Microhardnessofgrindingsurfacelayeratdifferentgrindingfluidsupplymodes(MQLairpressurePa=0.6MPaandflowrateQl=240ml/h)图2雾化装置Fig.2Atomizationdevice图1MQL磨削试验装置Fig.1MQLgrindingexperimentalequipment频率发生器166
文内图片：雾化装置Fig.2Atomizationdevice频率发生器

图片说明：的表面质量。鉴于此，本文将MQL技术运用到磨削强化中，有助于提高磨削强化层的表面质量，减少磨削强化工件的后续加工时间，提高生产效率。1试验1.1试验条件试验材料选用经去应力退火处理后的40Cr合金钢，维氏硬度240HV，试样尺寸为40mm×12mm×20mm。在杭州机床厂生产的MKL7132×8平面磨床上进行MQL磨削强化工艺试验，MQL磨削试验装置如图1所示。采用陶瓷结合剂的CBN砂轮，用金刚石滚轮对砂轮进行修整，控制砂轮径向圆跳动在5μm内，采用油石修锐。采用上海曼斯公司生产的Accu-lube雾化装置进行MQL参数调整，如图2所示。雾化喷嘴孔径D为1.2mm，靶距d为75mm。为了对比研究润滑冷却方式对磨削表面质量的影响，设计干磨（磨削液流量和空气压力均为0）、MQL磨削和湿磨（磨削液流量为120L/min）三种润滑冷却条件下的磨削强化试验，MQL磨削试验工艺如表1所示。1.2试样的检测工件磨削完成后，采用JB-4C接触式粗糙度测试仪测量表面粗糙度，每个试样测量3次取平均值。采用电火花线切割机沿垂直于磨削方向剖开试件，并在靠近磨削表面方向截取尺寸5mm×4mm的试样，镶嵌打磨抛光，用HV-1000维氏显微硬度计测量强化层的硬度和深度。2试验结果2.1磨削液供给方式对强化层表面质量的影响在磨削强化中，通常以维氏硬度超过40Cr常规淬火硬度（509HV）的磨削表面层作为强化层。图3为不同磨削液供给方式下磨削表面层的显微硬度。可见，在干磨条件下，工件表面强化层深度达到387μm；在MQL条件下，磨削工件表面强化层深度为335μm，略小于干磨；在湿磨条件下，，没有强化层。根据磨削强化理论，强化层是由于材料发生相变形成的，强化层的深度主要由磨削区的热量、奥氏体相变温度Ac3和冷却速度决定[11-12]。磨削区的热量越多，?
【作者单位】：湖南大学机械与运载工程学院;
【基金】：国家自然科学基金资助项目(51475158) 难加工材料高效精密加工湖南省重点实验室开放基金项目(E21430)
【分类号】：TG580.6

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