一、砂輪堵塞類型機(jī)理砂輪堵塞類型有嵌入型、依附型、粘著型、混合型。嵌入型堵塞磨屑嵌砂輪工作表面氣孔處堵塞狀態(tài)。依附型堵塞磨粒靠暫時力量依附磨粒切削刃后刀面上一種堵塞狀況。粘著型堵塞指磨削熔化后粘附磨粒凸出切削刃四周或粘結(jié)劑上。混合型堵塞以上三種類型某一微小部位集合或?qū)蛹Ｇ度胄鸵栏叫投氯麢C(jī)理嵌入型依附型堵塞屬于磨屑機(jī)械性地填充砂輪空隙產(chǎn)生堵塞現(xiàn)象。填充動力來自兩個方面，一個外來，一個內(nèi)，涉及到物理、電、熱等方面因素。外來因素：磨削加工有一個很重要特點(diǎn)，徑向磨削分力Fy大于切向分力Fz，F(xiàn)y/Fz≥2～10，工件材料愈硬，塑性愈小，F(xiàn)y/Fz比值愈大，這樣磨削區(qū)磨屑強(qiáng)大正壓力作用下，被機(jī)械地擠進(jìn)砂輪表面空隙里。從微觀上分析，磨屑沿磨粒前面滑出，磨粒前面局部區(qū)域堆積著數(shù)層磨屑，磨粒后面，由于砂輪高速旋轉(zhuǎn)作用，形成一個氣流旋渦區(qū)，旋渦區(qū)空氣壓力顯著減小，負(fù)壓作用下，使部分磨屑依附磨粒后面，形成磨粒后刀面依附性堵塞，依附物多數(shù)灰燼微粒。靜電場作用：砂輪與工件相對速度V砂遠(yuǎn)大于V工，普通無心磨床V秒=3～50m/s， 我國高速無心磨床磨削速度成熟數(shù)值為50～80/s，國外試驗速度達(dá)200m/s～250m/s，工件 速度1.5m/s 以下。砂輪與工作相對運(yùn)動時，磨削區(qū)內(nèi)，砂輪與工件表面將會因電子逸出原因出現(xiàn)按一定規(guī)律排布電荷。同時，磨削區(qū)內(nèi)氣體也會因高溫作用導(dǎo)致被激放電，使性氣體電離成正離子電子。磨削區(qū)某些小區(qū)域內(nèi)形成了由砂輪工件組成小電場，電場內(nèi)，有性原子、正離子、電子、雜質(zhì)、粉塵，不僅有性原子被電離過程，還有正離子與電子復(fù)合過程。電場作用下，部分磨屑將呈現(xiàn)極性，根據(jù)異性相吸原理，與砂輪極性相反磨屑就被吸附砂輪工作表面。由于電場強(qiáng)度很小，所以吸附力也很弱，磨屑砂輪表面不牢靠，但借助于砂輪與工件之間較大機(jī)械壓力，使已吸附砂輪表面磨屑能穩(wěn)定地嵌入砂輪表面空隙之間。粘著型堵塞機(jī)理磨削過程絕大部分輸入功率轉(zhuǎn)化為磨削熱，使磨削點(diǎn)溫度高達(dá)1200K以上，如此高溫作用下，磨削首先遇空氣迅速氧化，形成低熔點(diǎn)金屬氧化物，接著這些金屬氧化物磨削區(qū)高溫加熱呈融化狀態(tài)，覆蓋砂輪表面，當(dāng)砂輪上這部分表面再次參與磨削時，磨削力作用下，有被擠開，有強(qiáng)化，增加了與砂輪親力附著力，還有被擠壓粘附工件表面隆起溝槽表面。通過多次隨機(jī)磨削，磨粒四周將粘附許多磨屑，使磨削力增大，溫度升高，由此形成惡性循環(huán)，加劇堵塞，直至磨粒破碎或脫落，這熔化性粘結(jié)。不同元素之間化學(xué)親力粘結(jié)性堵塞又一重要原因。磨粒被磨削材料高溫下接觸，溫度因素使它們活動能力增強(qiáng)，親力加劇，當(dāng)具備一定條件時，就導(dǎo)致化學(xué)反映，使磨粒磨屑砂輪表面生成一種喪失切削能力晶體。如剛玉類砂輪磨削鈦合金時，磨屑很快地粘附磨粒上，并有向四周蔓延長大趨勢，清除磨屑后，仍有一些殘留物粘附磨粒周圍，他們氧、鈦、鋁復(fù)雜化合物，這個過程說明發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)，方程式為3Ti+2Al2O3=3TiO2+4Al，生成物以TiO2為主，一些游離鋁分子，如改用碳化硅砂輪，堵塞會減輕，被磨削工件表面質(zhì)量也有所提高，這因為鈦碳化硅親力小，磨粒表面不僅零散分布著一些粘附物，這些粘附物再次進(jìn)入磨削區(qū)時，大部分摩擦、擠壓作用下脫落。

　　二、砂輪自身對堵塞影響磨料不同磨料與工件材料化學(xué)親力不同，磨削溫度不同，磨削力不同，為了減少堵塞程度，不同工件材料，應(yīng)選用不同磨料種類。用剛玉類磨料磨削鐵碳合金，碳空氣與氧氣生成一層很薄氧化膜，能有效地阻止工件與磨料之間化學(xué)親作用，但磨削鈦合金，堵塞則嚴(yán)重多了。磨料熱穩(wěn)定性對堵塞也有舉足輕重影響，熱穩(wěn)定性好磨料比熱穩(wěn)定性差堵塞輕多。如用立方氮化硼磨料磨削鈦合金時，磨削效率比用白玉剛磨料砂輪提高幾十倍。磨料粒度組織相同前提下，磨料愈細(xì)，砂輪單位周長內(nèi)磨粒粒度數(shù)愈多，愈均勻，氣孔數(shù)目也愈多，但單個氣孔體積就愈小，相同磨削參數(shù)下，細(xì)砂輪容易堵塞。半精磨精磨時，切入次數(shù)多，切入量小，溫度低，堵塞輕，常選擇細(xì)砂輪。粗磨時，切入量大，磨削溫度高，堵塞孔隙磨屑、熔結(jié)物多，應(yīng)選擇粗砂輪。粘結(jié)劑與硬度砂輪硬度指磨粒脫落難易程度，由粘結(jié)劑強(qiáng)度予以保證，它們對砂輪堵塞影響較大。 粘結(jié)劑強(qiáng)度愈高，砂輪硬度愈大，磨粒磨鈍量就愈多，磨粒脫落前對工件劃擦、擠壓愈加嚴(yán)重，磨屑更容易機(jī)械地填充到砂輪孔隙去，砂輪空隙磨屑加劇了砂輪對工件材料摩擦、擠壓，同時磨屑這個過程得以強(qiáng)化，這個過程還伴隨產(chǎn)生更多摩擦熱，摩擦熱為粘結(jié)性堵塞提供熔結(jié)物。因此砂輪硬度越高，堵塞越嚴(yán)重。所以磨削難加工工件材料時，應(yīng)選擇軟一點(diǎn)砂輪。砂輪組織砂輪組織反映了磨料、粘結(jié)劑、氣孔之間比例關(guān)系，組織愈密，氣孔比例就愈小，切削刃間隔距離也愈小，砂輪更容易堵塞。含有53%磨粒砂輪比含49.2%磨粒平均堵塞量要高兩倍，含45%磨粒砂輪比含49.2%磨粒平均堵塞量要少一半。磨削難加工材料時應(yīng)選 擇組織號為7-8級砂輪。

　　三、無心磨床屑形成磨削過程一個復(fù)雜多因素、多變量共同作用過程，其目通過切除一定量工件材料獲得較高表面質(zhì)量精度。砂輪一個由磨料、結(jié)合劑經(jīng)壓坯、干燥、燒結(jié)而成疏松體，其單個磨粒就一把微小切削刃，有很大負(fù)前角刃口鈍圓半徑。高速運(yùn)動磨粒經(jīng)過滑擦、耕犁后切入工件。切削層材料有明顯沿剪切面滑移后形成短而薄切屑，這些磨屑磨削區(qū)內(nèi)被加熱到很高溫度(如碳鋼材料可達(dá)到1200K以上)，然后被氧化熔化，隨后固化成微粒球體，球體面上還有某些叉枝，這種球狀磨屑一種主要磨屑形式。磨削不銹鋼Cr20Ni24Si4Ti時，通過掃描電子顯微鏡，發(fā)現(xiàn)大量球狀磨屑，當(dāng)然還伴隨著帶狀、節(jié)狀磨屑以及灰燼，這些磨屑有不少部分將會填充到砂輪氣孔，依附磨料四周 ，引起砂輪堵塞，導(dǎo)致磨削精度下降，燒傷工件，縮短砂輪壽命。

　　四、磨削條件影響砂輪線速度砂輪線速度影響比較復(fù)雜，當(dāng)砂輪從28.8m/s提高到33.6m/s時速度只提高了16%，而堵塞 量增加了三倍。因為砂輪線速度增加使磨粒最大切深減小，切屑截面積減小，同 時切削次數(shù)磨削熱增加，使得堵塞量增加。但當(dāng)砂輪線速度高到一定程度時(如達(dá)到50 m/s以上)，砂輪堵塞量反而大大下降。因此磨削加工時選擇砂輪速度最好避開20m/s至50m/s這個速度。工件速度實(shí)驗表明，工作速度提高一倍，砂輪堵塞量增加三倍。因為工件速度愈高，磨粒負(fù)荷愈大， 磨粒切入深度就愈淺，切屑截面積變小，當(dāng)磨削厚度增大，磨粒鈍化加重，加大砂輪對工件 磨削層擠壓，相當(dāng)于砂輪特性變硬，因而會加劇砂輪堵塞。

　　磨削方式磨削方式上，凡增大砂輪與工件接觸面積磨削均會加劇砂輪堵塞。這因為砂輪與工件接觸面積大，磨粒切削刃會同一磨痕上多次劃擦，使工件上磨削層強(qiáng)化加劇，冷卻液 又難以進(jìn)入磨削區(qū)，磨削熱量多、溫度高，為堵塞創(chuàng)造條件，易產(chǎn)生化學(xué)粘著性堵塞嵌入性堵塞。如端磨比周磨易堵塞，橫向切入磨削比縱向磨削堵塞嚴(yán)重。 徑向切入量徑向切入量對砂輪堵塞影響呈駝峰趨勢。當(dāng)徑向切入量較小時，(ap＜0.01mm)產(chǎn)生堵塞現(xiàn) 象，隨著切入量增加，平均堵塞量也增加，當(dāng)切入量大到一定程度(ap=0.03mm)時，堵塞 量又呈減小趨勢，之后隨著切入量繼續(xù)增加(達(dá)ap=0.04mm) 時，堵塞量又急劇上升。 磨削液不同磨削液對磨削效果影響很大，目前通用乳化液含有大量礦物油油性添加劑，稀釋后呈水包油乳白色液體，它比熱容導(dǎo)熱系數(shù)小，劇烈摩擦過程很容易造成砂輪與工件間粘附磨損擴(kuò)散磨損，使砂輪堵塞，磨削力增大，最后引起磨料過早破碎脫落，使磨削比降低。因此，選用優(yōu)良磨削液對改善磨削性能有重要作用。 

　　總之，砂輪粒度、硬度、組織、砂輪速度、工件速度、磨削方式、切削深度及磨削液等磨削功程諸現(xiàn)象及磨削結(jié)果主要參數(shù)。因彼，對影響砂輪堵塞等各種因葷進(jìn)行分析研究，對磨削用量等參數(shù)進(jìn)行單因葷、多因葷實(shí)驗，建立優(yōu)化合理磨削參數(shù)并總結(jié)入規(guī)律，指導(dǎo)生產(chǎn)一種有效方法，也磨削加工技術(shù)應(yīng)該重點(diǎn)研究內(nèi)容之一。