铁氧体磁轭零件精密磨削加工技术研究 第7页
本章结合单因素试验和正交试验对铁氧体工件表面粗糙度进行了磨削试验研究，其中包括砂轮磨削速度vs，工件速度vw，磨削深度ap，轴向进给量f为主的单因素试验和正交试验，并对试验结果进行了分析，为铁氧体零件磨削工艺参数的确定提供了依据。结论主要有：
1）铁氧体磨削表面粗糙度值Ra大体上随砂轮磨削速度vs的增加而变小，随工件速度vw，磨削深度ap的增大而增大。
2）由正交试验可以看出，平面磨削中轴向进给量f、砂轮磨削速度vs和工件速度vw对工件表面粗糙度影响较大，磨削深度ap对其影响较小。
3）要想在满足生产要求条件下获得较好的表面质量，磨削工艺参数的选择应该为：磨削速度vs取38~43m/s，工件速度vw取4~8m/min，粗磨时，磨削深度ap取20~25µm，其他磨削参数也可适当增加，有利于提高加工效率；精磨时取5µm左右，有利于提高表面质量。
4）另外，除了磨削工艺参数外，毛坯质量好坏、砂轮的修锐情况、机床系统、冷却方式等都会影响加工工件的表面质量。
5）选择工艺参数时，应当把较好表面粗糙度、较高的加工效率和较好的物理化学性能综合起来考虑确定。
第3章 铁氧体陶瓷材料磨削显微硬度研究
3.1材料显微硬度
人们通过对诸多材料的开发研究，了解到硬度与材料的强度、耐磨性、屈服点、弹性、机械加工以及材料成分、微观组织结构、晶粒大小等有着密不可分的联系。因此，硬度测定作为认识和了解材料性能的手段之一，将随着人们对材料性能研究的深人而逐渐深人和发展[36]。
陶瓷材料的硬度是其内部结构牢固性的表现，主要取决于其内部化学键的类型和强度。简单说来，离子键型硬度较高，共价键型硬度最高，金属键型硬度低，分子键型硬度最低。原子价态和原子间距是决定化学键强度因而也是决定硬度大小的重要因素。另外，原子配位数、离子-共价键的状态等都对硬度有一定的影响。
陶瓷材料的化学键主要有离子键和共价键。由于陶瓷材料弹性模量大，其键的方向性强而密度小，表面能小，因而是一种硬而脆的材料。它完全不同于金属材料，很少由单一的相组成，组成的晶体大多结构复杂。不同组分一般很难固溶，使相组成变得复杂。且陶瓷晶体大多是等轴晶系以外对称性低的物质，各向异性强烈，因此其硬度的测定方法也不同与其它材料。
3.2显微硬度研究内容本文来自优'文*论-文|网
由于陶瓷材料结构复杂，且质硬而脆，形变困难，故目前其硬度主要是以微小荷重的金刚石压头压人试样表面的显微硬度表示。常用的有文氏硬度和努普硬度，也有用较大荷重的金刚石压头的洛氏硬度方法测定。
试验中分别对铁氧体毛坯和不同磨削参数下加工工件进行显微硬度测量，研究磨削工艺参数对工件显微硬度的影响规律。
3.2.1试验条件
本试验为圆弧槽成型磨削，所用机床为数控工具磨床MHK6025-4；工件尺寸为76mm×19mm×9mm；成型磨削选用树脂结合剂金刚石砂轮，尺寸为80mm×32mm×2mm，粗磨时砂轮选用粒度180#，浓度100%；精磨时砂轮选用粒度220#，浓度50%。
试验采用到FM-300显微硬度仪及其测量系统对工件的显微硬度进行测量，如图3-1、3-2所示。
陶瓷材料测定数据易受显微结构影响。本次试验选用荷重为100gf对工件的显微硬度进行测量。由于陶瓷材料由晶粒相、玻璃相和气孔构成，各相的异性强，故测定值的弥散性大。因此为取得有代表性的数据，对同一试样的测定，都进行5次以上的测量，取其平均值，这样可以更准确地得到显微硬度的数据。
图3-1 测量工件显微硬度的装置图3-2 材料显微硬度的测量
3.2.2试验数据及其分析铁氧体毛坯的显微硬度经过测量在500kg/mm2左右，这是由于其表面有氧化硬脆皮，硬度较大。
在其他参数固定的条件下，进行单因素磨削试验并测量磨削后工件的显微硬度，进行对比试验分析，试验数据如图3-3、3-4、3-5所示。毕业论文
http://www.youerw.com 图3-3 不同磨削速度下，工件显微硬度试验 图3-4 不同工件速度下，工件显微硬度试验
由图3-3、3-4、3-5可知磨削参数的改变对铁氧体磨削表面显微硬度的影响并不明显。
由图3-3可知，当磨削速度达到13.82m/s后，工件表面显微硬度有所下降，鉴于磨削力对陶瓷等硬脆材料硬度的影响较小，其原因应当是磨削速度增加到一定限度后，磨削区域温度有所上升，工件表面残余张应力变大，导致显微硬度有所下降。
由图3-4看到随着工件速度的增加，工件的显微硬度有增加的趋势，可能是当工件速度较慢时，磨削力较大，材料更多发生塑性变形，玻璃相增多所致。
图3-5 不同磨削深度下，工件显微硬度试验
由图3-5可知当磨削深度增加时，工件显微硬度有所起伏，主要由于较大的磨削深度影响了机床系统，产生较大的法向抗力。但当磨削深度继续增大时，显微硬度也有增大的趋势，原因是磨削深度增加时，磨削力变大，材料表面致密度增加。
另外还要提到的是当磨削表面质量不佳时对显微硬度的测量带来极大的困难，所测的数值有所偏差。
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