机械制造工程学5 优质课件

2.各种磨削温度对已加工表面质量的影响
a.工件的平均温升
b.磨粒磨削点的温度： c.砂轮磨削区的温度 ：
θdot ∝ vw0.26×vc0.24×fr0.13 θA ∝ fr0.63×vw0.26×vc0.24
------磨削温度
二. 磨粒磨削点温度与砂轮磨削区的温度
(1)工件速度对磨粒磨削点温度的影响比砂轮速度影响大。 (2)径向进给量是通过单个磨粒的切削厚度的变化以及同时工作的磨粒数的变化 来影响磨粒磨削点温度θdot。当fr 增加时,θdot 也增加,但没有vw和vc的影响大。 (3)径向进给量fr对砂轮磨削区温度的影响最大,这是因为fr增加将使砂轮和工件 接触区增大的缘故。
Vs: 砂轮的线速度 m/s
磨削力的主要特征有以下三点：(与切削力相比)
(1) 单位磨削力kc值很大: kc=7-20KN/mm2 (普通切削kc<7KN/mm2)
(2)三向分力中切深力Fy值很大：Fy/Fz=2.0-2.5 →5-10 (普通切削Fy/Fz=0.15-0.7)
(3) 磨削力随不同的磨削阶段而变化。
陶瓷结合剂（Vitrified，代号V） 大多数砂轮采用 v<35m/s 树脂结合剂（Bakelite，代号B） 多用高速磨削,切断,开槽 橡胶结合剂（Rubber，代号R） 多用无心磨床的导轮,切断,开槽,
抛光砂轮 金属结合剂（Metal，代号M） 主要用于制作金刚石砂轮
4、硬 度
砂轮的硬度是反映磨粒在磨削力作用下，从砂轮表面上脱落的
(mm/s) or (mm/dstr)
(3) 轴向进给量 fa (4) 工件速度 vw
(mm/r) (mm/s)
vw

d w nw
1000
vw

2Lntab 1000
二、磨削用量的选择
磨削用量与一般切削用量的选择不同
磨削用量的选择原则通常是在保证工件表面质 量的前提下尽量提高生产率，一般磨床的磨削速 度v是固定不变的，所以不必选择，因此首先选较 大的工件速度vw,再选轴向进给量fa，最后才选径 向进给量fr。
Fy F
外圆磨削时，切向力Fz:
FZ CFZ vW0.7 fa0.7 a0p.7 N
CFz: 常数 （20\21\22） vw: 工件转速 m/s
fa: 砂轮轴向进给量 mm ap: 磨削深度或径向进给量 mm
磨削功率：
Pm

FZ vs
kW
751.36 9.81
Fz: 主磨削力 （切向）
第二节 磨削过程
砂轮上砂粒的形状
外形 砂轮表面上磨粒的分布,每个磨粒的几何形状,特别是每个磨 粒显露出来的切削刃以及这些切削刃所处的高度等等,构成了砂轮 的表面形貌。
砂轮的表面形貌对砂轮的磨削性能和工件已加工表面质量有极大的影响。
二、磨削过程分析
单个磨粒的磨削过程
1.磨粒的模型
γ β = 7.4μm
-35 μm
β =1040-1080 典型磨粒断面 2.磨削表面形成过程
磨粒刃口钝，形状不规则，分布不均匀 a) b) c)
3.实际磨粒的滑擦、耕犁与切削过程
三、磨削阶段
Ⅰ：初磨阶段 Ⅱ：稳定阶段 Ⅲ：清磨阶段
四、砂轮的磨损与修正 砂轮的磨损可分为磨耗磨损和破碎磨损
砂轮的磨损过程可分为三个磨损期
（2）选用适宜的修整深度
一般修整深度只要略大于0.04 mm 即可。
第三节 磨削力与磨削温 度
一、磨削力
F FX FY FZ
同其他切削加工一
样，总磨削力可分解为 三个分力：
Fx
Fz——主磨削力
（切向磨削力）
Fy——切深抗力
（径向磨削力）
Fx——进给抗力
（轴向磨削力）
Fz 合力：F
难易程度。
由软到硬共分14级 P32 表2-4
选择砂轮硬度时，可参照以下几条原则：
5、组织
工件硬度：
硬—软
加工接触面：
大—软
精磨和成形磨削
—硬
砂轮粒度大小
砂轮粒度号大—软
工件材料 有色金属,橡胶,树脂 —软
砂轮的组织反映了磨粒、结合剂、气孔三者的比例关系
砂轮的组织级别可分为紧密、中等、疏松三大类别。 P32 表2-5
二、磨削温度
耕犁和滑擦所产生的热能,几乎全部传入工件.
磨削时较大,切除单位切削体积所需的能约为普通切削加工的10-20倍. 磨削温度的几个名词的含义及其影响
1.磨削温度的几个名词的含义
磨削温度--指砂轮与工件接触面平均温度 θA
磨粒点的温度θdot(1000°C)--磨削区的温度θA(几百度)--工件的平均温升(几十度)
A: 棱角磨平-------形成棱面 B: 磨粒破碎 C: 磨粒脱落
常用的修整工具有： 单颗粒金刚石，碳化硅修整轮，电镀人造金刚石滚轮等。 其中最常用的是单颗粒金刚石修整工具。
修整砂轮的合理工艺条件是：
（1）选用较小的修整导程：
ｄｇ＝０.７×25.4/h
ｄｇ ——磨粒的平均直径，ｍｍ ； h ——磨粒的粒度号。
高硬磨料系
—主要成份人造金刚石,立方氮化硼
2、粒 度
粒度表示磨粒的大小程度。
P30 表2-2
60# 指磨粒刚可通过每英寸长度上有60个孔眼的筛网.
当磨粒的直径小于40μm时，这些磨粒称为微粉。
选用: 粗磨,工件材料软,塑型大,磨削面积大——粗磨粒 P31 表2-3
3、结合剂
结合剂的作用是将磨粒粘合在一起，使砂轮具有必要的形状和强度。
6、砂轮形状 P33 表2-6
砂轮的端面上一般都印有标志，例如 GZ60SV6P300×30×75，即代表该砂轮的磨料是：
GZ 棕刚玉， 60 60号粒度， S 硬度为硬1， V 陶瓷结合剂， 6 6号组织， P 平型砂轮， 300×30×75 外径为300mm，厚度为30mm，内径为
75mm。
一、砂轮的形貌
机械制造工程学
南通大学机械工程学院
（5）
第四章 磨削加工基础
第一节 磨削运动与砂轮
一、磨削运动
外圆磨削运动
径向进给量 工件速度
主运动
轴向进给量
磨削时，一般有四个运动：
(1) 主运动 Vc： 是砂轮的旋转运动。
主运动速度是砂轮外圆的线速度:
vc

d0n0
1000
(m /
s)
(2) 径向进给量 fr
VwHale Waihona Puke Baidu→ fa → fr
三、砂轮的特性
砂轮的特性由下列五个因素来决定：
砂轮
磨料、粒度、结合剂、硬度和组织。
工件
1、磨 料
结合剂
磨粒
磨屑 气孔
常用的磨料有氧化物系、碳化物系、高硬磨料系三类。 P29 表2-1
氧化物系
适合磨削：各类钢
—主要成份AI2O3
碳化物系
适合磨削：铸铁、硬质合金
—主要成份碳化硅,碳化硼