高速磨削和精密磨削中的一些问题

高速磨削和精密磨削中的一些问题

1、什么是高速磨削？与普通磨削相比，高速磨削有哪些特点？

答：高速磨削是通过提高砂轮线速度来达到提高磨削效率和磨削质量的工艺方法。它与普通磨削的区别在于很高的磨削速度和进给速度，而高速磨削的定义随时间的不同在不断推进，60年代以前，磨削速度在50m/s时即被称为高速磨削，而90年代磨削速度最高已达500m/s，在实际应用中，磨削速度在100m/s以上即被称为高速磨削。

高速磨削与普通磨削相比，它有以下特点：

（1）在保持其它全部参数恒定情况下，只增加砂轮速度，将导致切削厚度减小，相应也减小作用于每一磨粒上的切削力。

（2）若相应于砂轮速度成正比增加工件速度，切削厚度可保持不变。在这种情况下，作用于每一磨粒上的切削力，以及磨削合力不改变。这样最大的优点是，在磨削力不变的情况下，材料去除率成比例增加。

2、试简述高速磨削对砂轮和机床的要求。

答：高速磨削砂轮必须满足下列要求：

（1）砂轮的机械强度必须能承受高速磨削时的切削力；

（2）高速磨削时的安全可靠性；

（3）外观锋利；

（4）结合剂必须具有很高的耐磨性以减少砂轮的磨损。

高速磨削对机床的要求：

（1）高速主轴及其轴承：高速主轴的轴承一般采用角接触滚珠轴承。为了降低主轴发热，提高主轴的最高转速，新一代的高速电动主轴绝大多数均采用油气润滑。

（2）高速磨床除具有普通磨床的功能外，还需满足以下特殊要求：高动态精度、高阻尼、高抗振性和热稳定性；高度自动化和可靠的磨削过程。

（3）砂轮速度提高以后，其动能也随之增加，如果发生砂轮破裂，显然会给人身和设备造成比普通磨削时更大的伤害，为此除要提高砂轮本身的强度以外，设计专门用于高速磨削的砂轮防护罩是保证安全的重要措施。

3、高速磨削中砂轮精密修整技术有哪些？

答：目前应用较为成熟的砂轮修整技术有：

（1）ELID在线电解修整技术；

（2）电火花砂轮修整技术；

（3）杯形砂轮修整技术；

（4）电解—机械复合整形技术

4、什么是精密磨削？试简述普通砂轮精密磨削中砂轮的选择原则。

答：精密磨削是指在精密磨床上，选择细粒度砂轮，并通过对砂轮的精细修整，使磨粒具有微刃性和等高性，磨削后，使被磨削表面所留下的磨削痕迹极其微细、残留高度极小，再加上无火花磨削阶段的作用，获得加工精度为1～0.1mm和表面粗糙度Ra为0.2～0.025mm的表面磨削方法。

普通砂轮精密磨削中砂轮的选择原则：

（1）砂轮磨料精密磨削时所用砂轮的磨料以易于产生和保持微刃及其等高性为原则。

（2）砂轮粒度?单从几何因素考虑，砂轮粒度越细，磨削的表面粗糙度值越小。但磨粒太细时，不仅砂轮易被磨屑堵塞，若导热情况不好，反而会在加工表面产生烧伤等现象，使表面粗糙度值增大，因此，砂轮粒度常取46#～

60#。

（3）砂轮结合剂?砂轮结合剂有树脂类、金属类、陶瓷类等，以树脂类应用为广。对粗粒度砂轮，可用陶瓷结合剂。金属类、陶瓷类结合剂是目前精密磨削领域中研究的重要方面。

5、超硬磨料砂轮精密磨削的特点是什么？其磨削用量如何选择？

答：超硬磨料砂轮磨削的主要特点为：

（1）可用来加工各种高硬度、高脆性金属和非金属材料。

（2）磨削能力强，耐磨性好，耐用度高，可较长时间保持磨削性能，修整次数少，易于保持粒度；易于控制加工尺寸及实现加工自动化。

（3）磨削力小，磨削温度低，从而可减少内应力，无烧伤、裂纹等缺陷，加工表面质量好。金刚石砂轮磨削硬质合金时，其磨削力只有绿色碳化硅的1/4～1/5。

（4）磨削效率高。在加工硬质合金及非金属硬脆材料时，金刚石砂轮的金属去除率优于立方氮化硼砂轮；但在加工耐热钢、钛合金、模具钢等材料时，立方氮化硼砂轮远高于金刚石砂轮

（5）加工成本低。金刚石砂轮和立方氮化硼砂轮比较昂贵，但其寿命长，加工效率高，所以综合成本低。

超硬磨料砂轮磨削用量选择：

（1）磨削速度非金属结合剂金刚石砂轮的磨削速度一般为12～30m/s。立方氮化硼砂轮的磨削速度可比金刚石砂轮高得多，可选45～60m/s，主要由于立方氮化硼磨料的热稳定性较好。

（2）磨削深度一般为0.001～0.01mm，可根据磨削方式、磨粒粒度、结合剂和冷却状况等具体情况选择。

（3）工件速度一般为10～20m/min。

（4）纵向进给速度?一般为0.45～1.5m/min。

6、什么是超精密磨削？试简述其机理、特点及应用。

答：超精密磨削是指加工精度达到0.1mm以下、表面粗糙度低于

Ra0.025mm的砂轮磨削方法，是一种亚微米级的加工方法，并正向纳米级发展，适宜于对钢、铁材料及陶瓷、玻璃等硬脆材料的加工。

超精密磨削机理：

（1）磨粒可以看作具有弹性支承的和大负前角切削刃的弹性体，弹性支承为结合剂，磨粒虽有相当硬度，本身受力变形极小，实际上仍属于弹性体。

（2）磨粒切削刃的切入深度由零开始逐渐增加，到达最大值后又逐渐减小到零。

（3）整个磨粒与工件的接触过程依次为弹性区、塑性区、切削区、塑性区和弹性区。

（4）超精密磨削中，微切削作用、塑性流动、弹性破坏作用和滑擦作用依切削条件的变化而顺序出现。当刀刃锋利，且有一定磨削深度时，微切削作用较强；如果刀刃不够锋利，或磨削深度太浅，则会产生塑性流动、弹性破坏和滑擦。

超精密磨削的特点：

（1）超精密磨削是一个系统工程。

（2）超硬磨料砂轮是超精密磨削的主要工具。

（3）超精密磨削是一种超微量切除加工。

超精密磨削的应用：

（1）磨削钢铁及其合金等金属材料特别是经过淬火等处理的淬硬钢。

（2）可用于磨削非金属的硬脆材料?例如陶瓷、玻璃、石英、半导体材料、石材等。

（3）目前主要有外圆磨床、平面磨床、内圆磨床、坐标磨床等超精密磨床，用于超精磨削外圆、平面、孔和孔系。

（4）超精密磨削和超精密游离磨料加工是相辅相成的。