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强冷磨削机理

信息来源:eooaoo.com  时间:2008-10-21  浏览次数:282

  常规磨削过程,比压摩擦较大,磨削区域温度较高,工件表面常常因热塑性变形而产生残余拉应力。对被加工材料表面实施快速强制冷却,一方面可以降低磨削表面温度,减少由此产生塑性变形与磨削烧伤现象;另一方面会材料表层形成一个以冷缩为主要特征预应力场,与磨削过程力热所形成应力场实现非线性叠加,抑制残余拉应力产生,并可导致残余压应力产生。强制冷却磨削(简称强冷磨削)正根据这种机理提出。
  强冷磨削试验采用液氮作为冷却介质。液态氮温度为-176℃,化工产业副产品,无毒,无污染,容易获取,一种很好冷却介质。将其喷注被加工材料表面,通过氮挥发可以迅速吸收大量热量,使冷却场覆罩下工件表面温度急剧下降,工件表面遇冷而收缩,工件材料脆性增加,加工塑性变形减轻。与常规磨削情况相比较,强冷磨削时,快速强制冷却收缩效应集于被加工材料最外层,最外层以下内部材料冷缩程度相对较轻,冷却速度也较慢,导致工件表层相对里层发生了不均匀弹塑性变形。解除强冷作用后,较大相对温差(温升) 使工件表层(相对里层)发生扩张,导致已加工表面残余压应力产生。而常规磨削后,工件表层温度降低并发生收缩,导致已加工表面残余拉应力产生。
  强冷磨削时,液氮喷注方向部位可以待加工表面区已加工表面区。向待加工区域喷注用以冷却待加工区域材料表层,形成冷缩预应力场;向已加工区域喷注加速工件冷却过程,使最外层急剧冷却与里层形成较大梯度温度场。两种方式都随后恢复常温过程,因表层扩张而产生残余压应力。

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