2014-09-精密超精密砂带磨削
精密和超精密加工
1、精密和超精密加工的三大领域：超精密切削、精密和超精密磨削研磨、精密特种加工。
2、金刚石刀具进行超精密切削时，适合加工铝合金、无氧铜、黄铜、非电解镍等有色金属和某些非金属材料。
3、最硬的刀具是天然单晶金刚石刀具。
金刚石刀具的的寿命用切削路程的长度计算。
4、超精密切削实际能达到的最小切削厚度和金刚石刀具的锋锐度、使用的超精密机床的性能状态、切削时的环境条件等直接相关。
5、影响超精密切削极限最小切削厚度最大的参数是切削刃钝圆半径r n。
6、金刚石晶体有3个主要晶面，即（100）、（110）、（111），（100）晶面的摩擦因数曲线有4个波峰和波谷，（110）晶面有2个波峰和波谷，（111）晶面有3个波峰和波谷。
以摩擦因数低的波谷比较，（100）晶面的摩擦因数最低，（111）晶面次之，（110）晶面最高。
比较同一晶面的摩擦因数值变化，（100）晶面的摩擦因数差别最大，（110）次之，（111）晶面最小。
7、实际金刚石晶体的（111）晶面的硬度和耐磨性最高。
推荐金刚石刀具的前面应选（100）晶面。
8、（110）晶面的磨削率最高，最容易磨；（100）晶面的磨削率次之，（111）晶面磨削率最低，最不容易磨。
9、金刚石的3个主要晶面磨削（研磨）方向不同时，磨削率相差很大。
现在习惯上把高磨削率方向称为“好磨方向”，把低磨削率方向称为“难磨方向”。
10、金刚石磨损本质是微观解离的积累；破损主要产生于（111）晶面的解离。
11、金刚石晶体定向方法：人工目测定向、X射线晶体定向、激光晶体定向。
其中激光晶体定向最常用。
12、金刚石的固定方法有：机械夹固、用粉末冶金法固定、使用粘结或钎焊固定。
13、精密磨削机理包括：微刃的微切削作用，微刃的等高切削作用，微刃的滑挤、摩擦、抛光作用。
14、超硬磨料砂轮修整的方法有：车削法、磨削法、滚压挤轧法、喷射法、电加工法、超声波振动修整法。
电解在线修锐法（ELID—electrolytic in—process dressing），原理是利用电化学腐蚀作用蚀出金属结合剂。
2014年-09-精密超精密砂带磨削
砂带磨削的适用范围
复杂异型工件的抛磨，曲面工件的成型磨削，难度较大，然而利用砂 带的柔性可以方便的加工各种复杂曲面，曲率半径仅为3mm的内圆角， 砂带磨削也可对其进行加工。 如飞机发动机叶片、汽轮机叶片、导航叶片、聚光镜灯碗、反射镜、 餐具、手柄、水暖器具等等都可用砂带进行高效率高质量的抛磨加工。
美国三家著名 的砂带集团开 发了四万多种 不同规格的砂 带，55家公司 向工业界提供 砂带磨削机
英、日、德 等国家大约 有25家企业 集团也在积 极制造砂带 磨削机
全世界的发 达国家每年 向工业界提 供各类砂带 磨削机40万 台，砂带近 9500万㎡
砂带磨削国内外发展状况
2.砂带磨削应用领域 砂带磨削应用领域在日趋扩大，从一般家庭生活到工业生产和各个 领域无所不用，如钢铁工业、航空航天工业、机械加工、造船业、铸造
这种类型主要用于抛光，可以获得较高的加工表面光洁度：
砂带磨削装置的几种主要类型
2.定心外圆砂带磨削： 左图1所示为接触轮磨削型； 右图2所示为自由磨削型.
砂带磨削装置的几种主要类型
3.内圆砂带磨削： 下图为砂带磨削剪刀手指孔示意图：
砂带磨削装置的几种主要类型
4.平面砂带磨削： 左图1所示为支撑轮结构形式； 右图2所示为支撑板结构形式.
6.橡胶接触轮的硬度：
在同等磨削力情况下，接触轮的硬度大，则对工件的压强也大，同 时工件加工表面粗糙度也相应升高.
砂带磨削的精度问题 1.精密砂带磨削：
• 砂带粒度W63~W28
• 加工精度1μm，Ra0.025μm
2.超精密砂带磨削：
• 砂带粒度W28~W3 • 加工精度0.1μm，Ra0.025~0.008μm
砂带磨削的机理和特点
精密和超精密加工技术复习思考题答案
精密和超精密加工技术复习思考题答案第一章1。
试述精密和超精密加工技术对发展国防和尖端技术的重要意义.答:超精密加工技术在尖端产品和现代化武器的制造中占有非常重要的地位。
国防方面，例如：对于导弹来说，具有决定意义的是导弹的命中精度,而命中精度是由惯性仪表的精度所决定的。
制造惯性仪表,需要有超精密加工技术和相应的设备。
尖端技术方面,大规模集成电路的发展，促进了微细工程的发展，并且密切依赖于微细工程的发展。
因为集成电路的发展要求电路中各种元件微型化，使有限的微小面积上能容纳更多的电子元件，以形成功能复杂和完备的电路。
因此，提高超精密加工水平以减小电路微细图案的最小线条宽度就成了提高集成电路集成度的技术关键。
2。
从机械制造技术发展看,过去和现在达到怎样的精度可被称为精密和超精密加工。
答：通常将加工精度在0。
1—lμm，加工表面粗糙度在Ra 0。
02—0.1μm之间的加工方法称为精密加工。
而将加工精度高于0。
1μm,加工表面粗糙度小于Ra 0.01μm的加工方法称为超精密加工。
3。
精密和超精密加工现在包括哪些领域。
答：精密和超精密加工目前包含三个领域:1）超精密切削，如超精密金刚石刀具切削，可加工各种镜面.它成功地解决了高精度陀螺仪，激光反射镜和某些大型反射镜的加工.2）精密和超精密磨削研磨。
例如解决了大规模集成电路基片的加工和高精度硬磁盘等的加工.3）精密特种加工。
如电子束,离子束加工。
使美国超大规模集成电路线宽达到0.1μm.4。
试展望精密和超精密加工技术的发展。
答：精密和超精密加工的发展分为两大方面：一是高密度高能量的粒子束加工的研究和开发;另一方面是以三维曲面加工为主的高性能的超精密机械加工技术以及作为配套的三维超精密检测技术和加工环境的控制技术。
5.我国的精密和超精密加工技术和发达国家相比情况如何.答：我国当前某些精密产品尚靠进口，有些精密产品靠老工人于艺，因而废品率极高，例如现在生产的某种高精度惯性仪表，从十几台甚至几十台中才能挑选出一台合格品.磁盘生产质量尚未完全过关,激光打印机的多面棱镜尚不能生产.1996年我国进口精密机床价值达32亿多美元（主要是精密机床和数控机床).相当于同年我国机床的总产值，某些大型精密机械和仪器国外还对我们禁运。
精密加工和超精密加工技术期末复习资料
考试复习题库一、填空题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）请在每小题的空格中填上正确答案。
错填、不填均无分。
1、精密和超精密加工目前包含的三个领域：（超精密切削）、（精密和超精密磨削研磨）和（精密特种加工）。
2、金刚石晶体的激光定向原理是利用金刚石在不同的（结晶方向）上因晶体结构不同而对激光放射形成不同的（衍射图像）进行的。
3、金刚石刀具在超精密切削时所产生的积屑瘤，将影响加工零件的（表面质量）和（尺寸精度）。
4、目前金刚石刀具主要用于（铝、铜及其合金等软金属）材料的精密与超精密加工，而对于（黑色金属、硬脆）材料的精密与超精密加工，则主要应用精密和超精密磨料加工。
5、金刚石刀具在超精密切削时所产生的积屑瘤，将影响加工零件的（表面质量）和（尺寸精度）。
6、金刚石有（人工目测定向）、（X射线定向）和（激光定向）三种方法。
7、由于金刚石的脆性，在保证获得较小的加工表面粗糙度前提下，为增加切削刃的强度，应采用（较大）的刀具楔角β，故刀具的前角和后角都取得（较小）。
8、金刚石刀具适合加工（铝合金）、无氧铜、黄铜、（非电解镍）等有色金属和某些非金属材料。
9、单晶金刚石有（100 ）、（110 ）、（111 ）三个主要晶面。
10、研磨金刚石晶体时，（110 ）晶面摩擦因数最大，（100 ）晶面次之，（111 ）晶面最小。
11、在高磨削率方向上，（110 ）晶面的磨削率最高，最容易磨；（100 ）晶面的磨削率次之，（111 ）晶面磨削率最低，最不容易磨。
12、单晶金刚石的（破损）机理主要产生于（111 ）晶面的解理。
13、单晶金刚石的磨损机理主要属（机械磨损），其磨损的本质是（微观解理）的积累。
14、超硬磨料在当前是指（金刚石）和（立方氮化硼）以及它们为主要成分的复合材料。
15、用普通磨料砂轮或砂块与超硬磨料砂轮对磨进行修整的（磨削法）是目前最为广泛采用的（修整方法）。
16、精密和超精密磨料加工分为（固结磨料）加工和（游离磨料）加工两大类。
如何解决砂带在磨削过程中容易出现的问题及砂带磨削的特点
如何解决砂带在磨削过程中容易出现的问题及砂带磨削的特点砂纸：/1、砂带在磨削过程中容易出现的问题及解决方法(1) 砂带太软这个问题一般都发生在动物胶的砂带上特别是雨季，动物胶容易吸潮而发软发粘，因此，在雨季或潮湿的在地区应选用半树脂或全树脂粘结剂生产的砂带。
对动物胶的砂带不宜过早折开砂带包装物，以避免过度吸潮。
如有条件时，再受过潮动物胶再凉干或烘干亦可，但温度不宜过高，以免胶层起泡或焦化。
(2) 磨料容易钝，但不脱落砂带磨削时，若接触轮太软，则容易出现砂面的磨料虽不脱落但不锋利的状况。
如有这种情况的发生,应该增加磨削的压力或更换较硬的接触轮或更换齿轮较宽的接触轮或者更换小直径的接触轮，或者降低砂带的线速度等等，则可以解决砂面不锋利的状况。
(3) 容易脱砂，基底外露这主要是磨粒粘结不牢,应更换砂带。
或者选用较软的接触轮或较大直径的接触轮，以增大砂带的曲率半径，减少磨削压力，或者选用较窄齿轮的接触轮，以提高砂带的线速度。
(4) 磨料层堵塞主要是砂带选择的不对路，若加工油漆，宜选用有特殊涂层的砂带，如加工铝合金、不锈钢、铜等软金属材料时，宜选用抗润滑，抗冷却剂的耐水砂带，以抗水抗潮，磨削木材及其制品时，宜选用黑碳化硅或棕刚玉的磨料。
2、砂带保管注意事项无论是动物胶或者是全树脂的砂带，都会受气候的影响而产生一定的变化，尤其是动物胶产品的影响最大，即或是半树脂、全树脂的产品因为基体是植物纤维又未经过耐水处理，在不同气候条件下也会产生物理变化。
如在室内湿度太大的地方存放太久，就会过多的吸潮而产生卷曲。
朝砂面卷曲的原因是粘结剂层与基体吸潮的程度不同，基体吸潮量较多，因而膨胀。
若继续吸潮，再加上温度上升，则会发生霉变，导致砂带无法使用。
若存放的地方湿度太小，即气候干燥，则产品中的水分过度散发，基本面产生收缩，因而产品容易向基体面卷曲。
严重时，产品发脆，容易断裂。
因此，砂布等涂附磨具应保存在阴凉、干燥、通风的仓库内。
精密和超精密加工代表了加工精度发展的不同阶段
1、精密和超精密加工代表了加工精度发展的不同阶段，通常，按加工精度划分，可将机械加工分为一般加工、精密加工、超精密加工三个阶段2、什么叫精密加工？加工精度在0.1～1µm，加工表面粗糙度在Ra0.02～0.1µm之间的加工方法称为精密加工。
3、什么叫超精密加工？加工精度高于0.1µm，加工表面粗糙度小于Ra0.01µm之间的加工方法称为超精密加工。
4、以下哪些是精密和超精密加工的分类？A.去除加工B.结合加工；C.变形加工；D.切削加工；E.磨粒加工F.特种加工；G.复合加工；5、影响精密与超精密加工的因素有哪些？加工机理、被加工材料、加工设备及其基础元部件、加工工具、检测与误差补偿、工作环境等。
6、我国今后发展精密与超精密加工技术的重点研究内容包括什么？（1）超精密加工的加工机理；（2）超精密加工设备制造技术；（3）超精密加工刀具、磨具及刃磨技术；（4）精密测量技术及误差补偿技术；（5）超精密加工工作环境条件。
7、举例说明超精密切削的应用范围有哪些？陀螺仪、激光反射镜、天文望远镜的反射镜、红外反射镜和红外透镜、雷达的波导管内腔、计算机磁盘、激光打印机的多面棱镜、录像机的磁头、复印机的硒鼓、菲尼尔透镜等由有色金属和非金属材料制成的零件。
8、超精密切削速度是如何选择的？超精密切削实际速度的选择根据所使用的超精密机床的动特性和切削系统的动特性选取，即选择振动最小的转速。
9、金刚石刀具的尺寸寿命甚高，高速切削时刀具磨损亦甚慢，因此刀具是否磨损以加工表面质量是否下降超差为依据，切削速度并不受刀具寿命的制约。
10、单晶金刚石刀具破损或磨损不能继续使用的标志是？加工表面粗糙度超过规定值。
11、简述超精密切削时切削参数对积屑瘤生成的影响？见书本P13-14。
12、简述超精密切削时积屑瘤对切削力和加工表面粗糙度的影响？见书本P14-15。
13、分别用1-2句话总结切削速度、进给量、修光刃、切削刃、背吃刀量变化对加工表面质量的影响？在常用超精密切削速度范围内，切削速度对加工表面粗糙度基本无影响；带有修光刃的刀具，当f<0.02mm/r时，进给量再减小对表面粗糙度影响不大；修光刃的长度过长，对加工表面粗糙度影响不大。
《精密和超精密加工技术(第3版)》第3章精密磨削和超精密磨削
2018/3/11
第1节 概述
二、精密和超精密砂轮磨料磨具
磨料及其选择
超硬磨料制作的磨具在以下几方面能够满足精密加工和超精密加工 的要求,因此使用广泛。
1)磨具在形状和尺寸上易于保持,使用寿命高,磨削精度高。
2)磨料本身磨损少,可较长时间保持切削性,修整次数少,易于保持精度。
3)磨削时,一般工件温度较低,因此可以减小内应力、裂纹和烧伤等缺
磨具的形状和尺寸及其基体材料
根据机床规格和加工情况选择磨具的 形状和尺寸。 基体材料与结合剂有关。
2018/3/11
第1节 概述
三、精密和超精密涂覆磨具
涂覆磨具分类
根据涂覆磨具的形状、基底材料和工作条件与用途等,分类见下表
涂 覆 磨 具
工 作 条 件
基 底 材 料
形 状
耐 水 (N)
2018/3/11
精密砂带磨削：砂带粒度F230～F320，加
工精度1μm，Ra0.025; 超精密砂带磨削：砂带粒度W28～W3，加工精 度0.1μm，Ra0.025～0.008μm。
2018/3/11
第1节 概述
一、精密和超精密加工分类
游离磨料加工
磨料或微粉不是固结在一起， 而是成游离状态。 传统方法：研磨和抛光 新方法：磁性研磨、弹性发射 加工、液体动力抛光、液中研 抛、磁流体抛光、挤压研抛、 喷射加工等。
第3章 精密磨削和超精密磨削 3.1 概述
3.2 精密磨削 3.3 超硬磨料砂轮磨削
3.4 超精密磨削
3.5 精密和超精密砂带磨削
2018/3/11
第1节 概述
精密和超精密磨料加工是利用细粒度的磨粒和 微粉对黑色金属、硬脆材料等进行加工,得到高 加工精度和低表面粗糙度值。对于铜、铝及其 合金等软金属,用金刚石刀具进行超精密车削是 十分有效的,而对于黑色金属、硬脆材料等,用 精密和超精密磨料加工在当前是最主要的精密 加工手段。
外圆磨床对砂轮超精磨削修整的两种办法
外圆磨床对砂轮超精磨削修整的两种办法一般情况下，用只通过笔修整的砂轮在一般磨床上只能磨出RaO.4-0.8m的外表粗糙度。
为使外圆磨床磨削外表到达RaO.02〜0.04m的粗糙度要求，有必要对砂轮进行精修和细修两次修整。
修整办法可采用以下两种办法。
1、用笔精修、再用油石细修砂轮粒度一般选用46#〜80#。
首先用尖利的单颗粒石笔以细小而均匀的进给量对砂轮进行精修，以在砂轮磨粒上修整出较多的等高微刃。
精修时，砂轮修整器的装置应正确合理，每次进给量应控制在5?m,纵向进给速度主张选用低速度。
在精修过程中，应留意修整宣布声响的改变。
若宣布均匀的沙沙声，阐明修整情况正常;若宣布的声响忽高忽低或渐高渐低，乃至宣布不正常的嘟嘟声，则应当即查看作业台是否呈现匍匐，冷却是否充沛，笔是否尖利等，然后进行恰当调整。
经笔精修后，再用油石（或砂条）进行细修，以在砂轮磨粒上修整出更多的等高微刃。
油石需在平面磨床上磨平。
细修时，油石有必要与砂轮圆周外表平行，油石与砂轮细微触摸，缓慢地纵向移动2〜3次即可。
2、用笔精修、再用精车后的砂轮细修用笔精修后，先用磨削长度与工件根本共同的芯轴进行锥度调整，然后用经精车后的砂轮进行细修。
细修用砂轮可采用TL60#K〜L,直径约100mm o精车砂轮时，将砂轮装置在卡盘上，将卡盘夹紧在一根主动定心的芯轴上，然后顶在精细车床的两个顶上进行粗、精车外圆，使砂轮外圆无偏摆。
然后将精车后的砂轮顶在磨床的两顶上即可对磨削用砂轮进行细修。
细修时，头架带动修整用砂轮滚动，选用低转速（约80〜IoOr/min）、小进给量（往复一次约2?m）,作业台往复速度应低于0.3m∕min°需作屡次往复修整。
修整用砂轮与被修整砂轮的旋转方向应相同，即触摸点两者的线速度方向相反。
冷却液应充沛，以冲走浮砂，避免磨削时砂轮上残留的浮砂拉毛工件外表。
砂轮经精、细修整完后，可用手指顺着砂轮旋转方向悄悄接近砂轮作业外表并作纵向移动，若手感平坦润滑如触镜面，阐明砂轮修整杰出；若感觉有磨粒刺手，可用剪去2/3刷毛的漆刷悄悄刷去砂轮外表浮砂。
精密超精密课后题答案精简
第二章3.试述超精密切削时积屑瘤的生成规律和它对切削进程和加工表面粗糙度的影响。
答：当切削速度较低时，积屑瘤高度最高，当切削速度大于v＝314m/min时，积屑瘤趋于稳定，高度转变不大。
这说明在低速切削时，切削温度比较低，较适于积屑瘤生长，且在低速时积屑瘤高度值比较稳定，在高速不稳定。
特别是切黄铜和紫铜，积屑瘤不稳定且比较小。
刀具的微观缺点也将直接影响积屑瘤的高度，完整刃的积屑瘤高度比有微小崩刃的刀刃积屑瘤高度小。
进给量很小时，积屑瘤的高度较大。
背吃刀量小于25μm 时，积屑瘤的高度转变不大，但在大于25μm后，积屑瘤高度将随背吃刀量的增加而增加。
积屑瘤对切削力的影响为：当积屑瘤高时切削力大，积屑瘤小时切削力也小。
积屑瘤对加工表面粗糙度的影响为：当积屑瘤高度大时，表面粗糙度大，积屑瘤小时加工表面粗糙度亦小。
12.超精密切削对刀具有哪些要求？为何单晶金刚石是被公以为理想的、不能代替的超精密切削的刀具材料？答：为实现超精密切削。
刀具应具有如下性能。
1)极高的硬度、极高的耐磨性和极高的弹性模量。
以保证刀具有很长的寿命和很高的尺寸耐用度。
2)刃口能磨得极为锋锐，刃口半径值极小，能实现超薄切削厚度。
3)刀刃无缺点，切削时刃形将复印在加工表面上，能取得超滑腻的镜面。
4)和工件材料的抗粘结性好、化学亲和性小、摩擦系数低，能取得极好的加工表面完整性。
天然单晶金刚石有着一系列优良的特件。
如硬度极高、耐磨性和强度高、导热性能好、和有色金属摩擦系数低，能磨出极锋锐的刀刃等。
因此虽然它的价钱昂贵，仍被一致公以为理想的、不能代替的超精密切削刀具材料。
17.如何按照金刚石微观破损强度来选择金刚石刀具的晶面?答：看成用应力相同时，(110)面破损的机率最大，（111)面次之，（100)面产生破损的机率最小。
即在外力作用下，(110)面最易破损，(111)面次之，(100)面最不易破损。
这在设计金刚石刀具，选择前面和后面的晶面时，必需首先给予考虑。
精密和超精密加工技术考试题
1.精密和超精密加工目前包括三个领域：超精密切削，精密和超精密磨削研磨，精密特种加工。
2.金刚石刀具有两个比较重要的问题：一是晶面的选择，再就是金刚石刀具的研磨质量----切削刃钝圆半径r n 。
3.最近出现的隧道扫描显微镜的分辨率为0.01nm，是目前世界上精度最高的测量仪，可用于测量金属和半导体零件表面的原子分布的形貌。
最新的研究证实，在扫描隧道显微镜下可移动原子，实现精密工程的最终目标----原子级精密加工。
4.用金刚石刀具进行超精密切削，用于加工铝合金、无氧铜、黄铜、非电解镍等有色金属和某些非金属材料。
5.超精密切削时，切削速度并不受刀具寿命的制约，这点和普通的切削规律不同的。
6.超精密切削实际是根据所使用的超精密机床的动特性和切削系统的动特性选取，即选择振动最小的转速。
7.超精切削时，积屑瘤高时切削力大，积屑瘤小时切削力小，和普通切削切钢时的规律正好相反。
8.超精密切削时，加工表面粗超度是直接和积屑瘤的高度有关，即积屑瘤高度大，表面粗糙度大；积屑瘤小时加工表面粗糙度艺小。
9.使用切削液后，已消除了积屑瘤对加工表面粗糙度的影响，这是切削速度已和加工表面粗糙的无关，这种情况和普通切削时切刚的规律不同。
10.超精密切削加工表面层的残留应力，也是表面质量的重要标志。
它不仅影响材料的疲劳强度和耐磨性，而且影响加工零件的长期尺寸稳定性。
11.超精密切削实际能达到的最小切削厚度和金刚石刀具的锋锐度、使用的超精密机床的性能状态、切削时的环境条件等都直接有关。
12.实验结果是在两把刀都比较锋锐的情况下获得的。
可以看到No1车刀（前后为（100）晶面）和No2车刀（为（110）晶面）的加工表面粗糙度相差不多。
13.用（100）晶面的No1车刀切出的表面层残余应力小于用（110）晶面的No2车刀所切出的，特别是切向残余应力。
14.（简答）从金刚石的物理性能看，它有甚高的硬度、较高的热导率、和有色金属间摩擦因数低、开始氧化的温度较高，这些都是超精密切削刀具所要求的。
超精密切削加工主要指金刚石刀具的超精密切削
超精密切削加⼯主要指⾦刚⽯⼑具的超精密切削超精密切削加⼯主要指⾦刚⽯⼑具的超精密切削。
超精密切削的⼯作机理：普通的切削的切削深度⼀般远⼤于材料晶粒的尺⼨，切削加⼯以数⼗计的晶粒团为加⼯单位，在切削⼒的作⽤下从基体上去除⾦属。
⽽超精密加⼯的切削层很薄或尺⼨很⼩，切削深度和进给量必然很⼩，特别是亚微⽶和纳⽶级的超精密切削，切削深度通常⼩于材料晶粒直径，使的切削只能在晶粒内部进⾏。
超精密切削时的切削⼒的特征为：切削⼒微⼩，单位切削⼒很⼤，切削⼒随着切削深度的减⼩⽽增⼤，⽽在切深很⼩时切削⼒却急剧上升。
超精密切削加⼯的特点与应⽤（1）单位切削⼒⼤实现纳⽶级的超精密加⼯的物理实质是切断材料的分⼦、原⼦间的结合，实现原⼦或者分⼦的去除，因此切削⼒必须超过晶体内部的分⼦、原⼦结合⼒。
（2）切削温度由于超精密切削的切削⽤量极⼩以及⾦刚⽯⼑具和⼯件材料具有的⾼导热性，因此超精密切削温度相当低。
（3）⼑刃圆弧半径对最⼩切削厚度的限制⼑具刃⼝半径限制了其最⼩的切削厚度，⼑具刃⼝越⼩，允许的最⼩切削厚度也越⼩。
超精密切削的应⽤超精密加⼯主要⽤于加⼯软⾦属材料以及光学玻璃、⼤理⽯和碳素纤维板等⾮⾦属材料，主要加⼯对象是精度要求很⾼的镜⾯零件。
（下图是超精密切削球⾯镜的加⼯原理图）球⾯镜的加⼯原理1-主轴；2-凹⾯镜；3-⼑具轴超精密磨削超精密磨削是当代能达到最低磨削表⾯粗糙度值和最⾼加⼯精度的磨削⽅法。
超精密磨削去除量最薄，采⽤较⼩修整导程和吃⼑量来修整砂轮，是靠超微细磨粒等⾼微刃磨削作⽤，并采⽤较⼩的磨削⽤量磨削。
超精密磨削要求严格消除振动，并保证恒温及超净的⼯作环境。
超精密磨削的光磨微细摩擦作⽤带有⼀定的研抛作⽤性质。
1.超精密砂轮磨削的磨削超精密砂轮磨削机理：( 1 ) 超微量切除超精密磨削是⼀种极薄切削，切屑厚度极⼩，磨削深度可能⼩于晶粒的⼤⼩，磨削就在晶粒内进⾏，因此磨削⼒⼀定要超过晶体内部⾮常⼤的原⼦、分⼦结合⼒，从⽽磨粒上所承受的切应⼒就急速地增加并变得⾮常⼤，可能接近被磨削材料的剪切强度的极限。
精密磨削加工
精密与特种加工
第三章 精密磨削加工
超硬磨料砂轮
碗形金刚石砂轮
碟形金刚石砂轮
德州职业技术学院 机械工程系
精密与特种加工
第三章 精密磨削加工
超硬磨料的优点
磨具形状和尺寸易于保持，耐用度高、精度高 可长时间使用，修整次数少，易于保持精度
磨削温度较低，可减少内应力、裂纹和烧伤等
而切不下金属。
德州职业技术学院
机械工程系
精密与特种加工 一个有效磨粒切削过程分析如下：
第三章 精密磨削加工
德州职业技术学院
机械工程系
精密与特种加工 一个有效磨粒切削过程分析如下：
第三章 精密磨削加工
当磨粒刚进人切削区时，磨粒对切削层金属产生挤压和摩
擦；
随着切入，挤压力加大，磨粒切入工件，但只刻划出沟槽，
机械工程系
精密与特种加工
第三章 精密磨削加工
精密和超精密涂覆磨具
涂覆磨具的分类有如图所示，常用产品有干磨砂布、 砂纸、耐水砂布、砂纸、环状砂带、卷状砂带等 涂覆磨具 工作条件 基底材料 形 状
耐 水 N
干 磨 G
塑 化 棉 复 纸 料 纤 布 Z 合 膜 布 B
盘 带 卷 页 环 状 状 状 状 状 P D J Y
剂磨具多采用陶瓷。
超硬磨具的结构
平形金刚石砂轮
碗形金刚石砂轮
碟形金刚石砂轮
德州职业技术学院 机械工程系
精密与特种加工
第三章 精密磨削加工
精密和超精密涂覆磨具
涂覆磨具是将磨料用粘结剂均匀涂覆在纸、布或其 他复合材料基底上的磨具，也称为涂敷磨具。
常用涂覆磨具有：砂纸、砂布、砂带、砂盘等
精密和超精密砂轮磨削精密砂轮磨削
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磨削加工
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7
磨削加工
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8
磨削加工
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磨削机床
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磨削机床
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砂轮
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内圆磨砂轮
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砂轮磨头
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超硬磨料砂轮
平形金刚石砂轮
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超硬磨料砂轮
碗形金刚石砂轮
碟形金刚石砂轮
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涂附磨具
涂覆磨具是将磨料用粘接剂均匀地涂敷在纸、 布、化纤或其他复合材料等基底上的磨具。
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磨削特点
砂轮经修正，可形成极细微的刃口以切除工件表面极 薄的金属层。
磨削加工能获得极高的加工精度和极细的表示粗糙度， 磨削通常可达到Ra 1.25～0.16µm，镜面磨削粗糙度 Ra0.01µm光滑表面。
砂轮在磨削时，部分磨钝的磨粒在一定条件下能自动 脱落或崩碎，从而使砂轮保持良好的磨削性能。
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第一节 精密磨削（定义见P38）
一、精密磨削机理
(1)微刃的微切削作用 (2)微刃的等高切削作用 (3)微刃的滑挤、摩擦、抛光作用
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适宜对钢、铁、 陶瓷、玻璃等 硬脆材料加工
20
二、磨削用量
砂轮速度
不能太高：否则容 易烧伤、产生裂纹、
一般在15～30m/s 降低加工精度。加
工机床容易振动
工件速度 一般在6～12m/min
一般为50～100mm/min或0.06-
工件纵向进给量 0.5mm/r
横向进给量（吃刀量） 一般取0.6～2.5μm/单行程
横向进给次数
一般约2～3次（单行程）
砂带磨削原理
砂带磨削原理及应用描述：砂带磨削原理描述：接触轮式描述：压磨板式描述：自由式描述：细长管类外圆砂带磨削描述：大型平面类砂带磨削描述：深长孔内圆砂带磨削描述：线材/丝材砂带磨削描述：工业容器罐体砂带抛磨描述：复杂型面砂带磨削砂带磨削原理：砂带磨削是以砂带作为磨具并辅之以接触轮(或压磨板)、张紧轮、驱动轮等磨头主体以及张紧快换机构、调偏机构、防(吸)尘装置等功能部件共同完成对工件的加工过程。
具体讲就是将砂带套在驱动轮、张紧轮的外表面上,并使砂带张紧和高速运行,根据工件形状和加工要求以相应接触和适当磨削参数对工件进行磨削或抛光,如下图所示。
（1为接触轮，2为张紧轮，3为砂带，4为工件)砂带磨削特点：①砂带磨削是一种弹性磨削，因而砂带磨削是一种具有磨削、研磨、抛光多种作用的复合加工工艺。
②砂带上的磨粒比砂轮磨粒具有更强的切削能力，所以砂带磨削的效率非常高。
③磨削速度稳定，由于接触轮极不磨损，砂带可运动可保持恒速，而不会象砂轮那样越磨直径越小速度越慢。
④砂带磨削精度高。
由于砂带制作质量和砂带磨床生产水平的提高，砂带磨削早已跨入精密和超精密加工行列。
⑤砂带磨削成本低。
这主要表现在：(1)与砂轮磨床相比，砂带磨床结构简单，传动链短。
这主要是因为砂带质量轻，磨削力小，磨削过程中震动小，对机床的刚性及强度要求都远低于砂轮磨床。
(2)砂带磨削操作简便，辅助时间少。
不论是手动还是机动砂带磨削，其操作都非常简便。
从更换调整砂带到被加工工件的装夹，这一切都可以在很短的时间内完成。
(3)砂带磨削比大，机床功率利用率高，切削效率高。
这使得切除同等重量或体积的材料所消耗的工具和能源费用减少，占用时间短。
⑥砂带磨削安全可*，噪音和粉尘小，且易于控制，环境效益好。
由于砂带本身质量很轻，即使断裂也不会有伤人的危险。
砂带磨削不象砂轮那样脱砂严重，特别是干磨时，磨屑构成主要是被加工工件的材料，很容易回收和控制粉尘。
由于采用橡胶接触轮，砂带磨削不会象砂轮那样形成对工件的刚性冲击，故加工噪音很小。
精密和超精密加工,精密加工的技术手段有什么？
精密和超精密加工,精密加工的技术手段有什么？制造业是一个国家或地区国民经济的重要支柱，所谓先进制造技术，就是将机械工程技术、电子信息技术（包括微电子、光电子、计算机软硬件、现代通信技术）和自动化技术，以及材料技术、现代管理技术综合集成的生产技术。
先进制造技术追求的目标就是实现优质、精确、省料、节能、清洁、高效、灵活生产，满足社会需求。
精密加工技术是为适应现代高技术需要而发展起来的先进制造技术，是其它高新技术实施的基础。
精密加工技术的发展也促进了机械、液压、电子、半导体、光学、传感器和测量技术以及材料科学的发展。
精密和超精密加工通常，按加工精度划分，机械加工可分为一般加工、精密加工、超精密加工三个阶段。
目前，精密加工是指加工精度为1~0.1µ;m，表面粗糙度为Ra0.1~0.01µ;m的加工技术，但这个界限是随着加工技术的进步不断变化的，今天的精密加工可能就是明天的一般加工。
精密加工所要解决的问题，一是加工精度，包括形位公差、尺寸精度及表面状况；二是加工效率，有些加工可以取得较好的加工精度，却难以取得高的加工效率。
超精密加工就是在超精密机床设备上，利用零件与刀具之间产生的具有严格约束的相对运动，对材料进行微量切削，以获得极高形状精度和表面光洁度的加工过程。
当前的超精密加工是指被加工零件的尺寸精度高于0.1μm，表面粗糙度Ra小于0.025μm，以及所用机床定位精度的分辨率和重复性高于0.01μm的加工技术，亦称之为亚微米级加工技术，且正在向纳米级加工技术发展。
超精密加工包括微细加工、超微细加工、光整加工、精整加工等加工技术。
微细加工技术是指制造微小尺寸零件的加工技术；超微细加工技术是指制造超微小尺寸零件的加工技术，它们是针对集成电路的制造要求而提出的，由于尺寸微小，其精度是用切除尺寸的绝对值来表示，而不是用所加工尺寸与尺寸误差的比值来表示。
光整加工一般是指降低表面粗糙度和提高表面层力学机械性质的加工方法，不着重于提高。
超精密磨削PPT课件
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13
普通磨料磨具的标志
普通磨料固结磨具的标志按国标GB2484-84规定，其书写顺序为： 磨具形状、尺寸、磨料、力度、组织、结合剂、最高工作线速度。
国标GB2484-84
国际标准ISO
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超硬磨料磨具的标志
书写顺序为：形状、尺寸、磨料、粒度、结合 剂和浓度等。平行砂轮标志示例如下：
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（7）磨具形状和尺寸及其选择
普通磨料固结磨具主要有砂轮、磨头、油石和沙瓦等，有关名称、代号、 形状及基本用途等可查阅国家标准GB2484-84和GB4127-84。磨头的代号为 M，油石的代号为W。
对于砂轮，其系列及其代号有：平行系列（P）、筒形系列（N）、碟形系 列（D）、专用系列（J）。
W5,W3,W0.5
选择
普通磨料 超硬磨料
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7
（3）结合剂及其选择
结合剂的作用是将磨粒粘合在一起，形 成一定形状，并有一定强度的磨具。常 用结合剂：
陶瓷结合剂－V
树脂结合剂—B
金属结合剂—M
结合剂选择影响砂轮结合强度、自锐性、 化学稳定性和修整方法等。
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8
（4）组织和浓度及其选择
普通磨具：磨粒的含量用组 织表示，反映了磨粒、结合 剂和气孔的比例关系。
以磨粒率表示的磨具组织及其应用范围 根据国标CB 2484—84
组织号 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
14
磨粒率 62 60 58 56 54 52 50 48 46 44 42 40 38 36
超硬磨具：超硬磨料耐磨性好、比较昂贵，硬度一般较高。在标 志中，无硬度项。
磨具硬度等级名称及其代号
精密磨削和超精密磨削
五、超硬磨料砂轮的平衡
静平衡 力矩平衡，用于窄砂轮的平衡，是在一个平面上的平衡。 （1）机外静平衡架上平衡 （2）机上动态平衡 （3）机外动态平衡
动平衡
力偶平衡，用于宽砂轮和多砂轮轴的平衡，是在一个有一 定长度的体上进行力偶平衡。 一般在动平衡机上进行。
2016/6/6
超精密磨削
一、超精密磨削和镜面磨削
开式砂带磨削
闭式砂带削
砂带磨削分类： 按砂带与工件接触形式 分为接触轮式、支承板 （轮）式、自由浮动接 触式和自由接触式。 按加工表面类型分为外 圆、内圆、平面、成形 表面等磨削方式。
开式砂带磨削
一、砂带磨削方式、特点和应用
砂带磨削特点
1）砂带与工件是柔性接触，磨粒载荷小而均匀，砂带磨削 工件表面质量高，表 面粗糙度可达Ra 0.05～0.01μm，砂带磨削又称“弹性”磨削。 2）砂带制作时，用静电植砂法易于使磨粒有方向性，力、热作用小，有较好的 切削性，有效地减小了工件变形和表面烧伤。工件的尺寸精度可达5～0.5μm， 平面度可达1μm。砂带磨削又有“冷态” 磨削之称。 3）砂带磨削效率高，无需修整，有“高效”磨削之称。 4）砂带制作简单方便，无烧结、动平衡等问题，价格也便 宜，砂带磨削设备结 构简单，有“廉价”磨削之称。 5）砂带磨削有广阔的工艺性和应用范围、很强的适应性，有“万能”磨削之称。
磨削效率高。
综合成本低。
二、超硬磨料砂轮修整（修整过程）
整形
对砂轮进行微量切削，使砂轮达到所要求 的几何形状精度，并使磨料尖端细微破碎， 形成锋利的磨削刃。
修锐
去除磨粒间的结合剂，使磨粒间有一定的容 屑空间，并使磨刃突出于结合剂之外（一般 是磨粒尺寸的1/3左右），形成切削刃。
二、超硬磨料砂轮修整（修整方法） 车削法 磨削法
精密和超精密磨削技术PPT课件
固结磨具
涂覆磨具 精密研磨 精密抛光
精密砂 轮磨削
油石研磨 精密珩磨
精密超 精加工
砂带磨削 砂带研磨
精密砂轮磨削：砂轮的粒度60 ＃～80＃，加工精度1μm， Ra0.025μm； 超精密砂轮磨削：砂轮的粒度 W40～W50，加工精度0.1μm， Ra0.025～0.008μm。
精密砂带磨削：砂带粒度W63～ W28，加工精度1μm，Ra0.025; 超精密砂带磨削：砂带粒度 W28～W3，加工精度0.1μm， Ra0.025～0.008μm。
✓ 金属：金属结合剂砂轮耐磨耗性强，磨粒保持力大，砂轮寿命长，砂 轮自砺性差。
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2、超硬磨料砂轮及修整
➢ 超硬磨料砂轮的修整
✓ 砂轮修整：用修整工具将砂轮修整成形或修去磨钝的表层的过程。 ✓ 修整方法
磨削修整 滚压挤扎 喷砂修锐 超声波振动修整 电解修整 电火花修整 激光修整 高压水喷射修整
✓ 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。
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2、超硬磨料砂轮及修整
➢ 磨料、砂轮类型
✓ 普通磨料 AI2O3、SiC
✓ 超硬磨料 金刚石、立方碳化硼
金刚石砂轮
CBN砂轮 7
2、超硬磨料砂轮及修整
➢ 超硬磨料砂轮组成
✓ 磨料层：人造金刚石磨粒和结合剂 组成，厚度1.5~5mm31、精密和超精密磨削加基础➢ 切削和磨削的比较
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1、精密和超精密磨削加工基础
➢ 精密磨削机理
(1) 微刃的微切削作用 (2) 微刃的等高切削作用 (3) 微刃的滑挤、摩擦、抛光作用
(a)砂轮
(b)磨粒 磨粒具有微刃性和等高性
(c) 微刃 (锐利、半钝化、钝化)
精密和超精密加工复习整理资料
1.精密和超精密加工目前包含的三个领域：超精密切削、精密和超精密磨削研磨和精密特种加工2.超精密加工中超稳定的加工环境条件主要指（恒温）、（恒湿）、（防振）和（超净）四个方面的条件。
3.电火花型腔加工的工艺方法有：（单电极平动法）、（多电极更换法）、（分解电极法）、简单电极数控创成法等。
4.超精密加工机床的总体布局形式主要有以下几种：（T形布局）、（十字形布局）、（R-θ布局）、（立式结构布局）等。
5.实现超精密加工的技术支撑条件主要包括：（超精密加工机理与工艺方法）、（超精密加工机床设备）、（超精密加工工具）、（精密测量和误差补偿）、高质量的工件材料、超稳定的加工环境条件等。
6.激光加工设备主要包括电源、（激光器）、（光学系统）、（机械系统）、控制系统、冷却系统等部分。
7.精密和超精密加工机床主轴轴承的常用形式有（液体静压轴承）和（空气静压轴承）。
8.金刚石晶体的激光定向原理是利用金刚石在不同结晶方向上（因晶体结构不同而对激光反射形成不同的衍射图像）进行的。
9.电火花加工蚀除金属材料的微观物理过程可分为（介质电离击穿）、（介质热分解、电极材料熔化、气化）、（蚀除物抛出）和（间隙介质消电离）四个阶段。
10.超精密加工机床的关键部件主要有：（精密主轴部件）、（导轨部件）和（进给驱动系统）等。
11.三束加工是指电子束、离子束和激光束。
12.所谓空气洁净度是指空气中含尘埃量多少的程度。
13.工业生产中常见的噪声主要有空气动力噪声、机械噪声和电磁噪声。
14.纳米级加工精度包含：纳米级尺寸精度、纳米级几何形状精度、纳米级表面质量。
15.超精密切削时积屑瘤的生成规律：1）在低速切削时，h0值比较稳定；在中速时值不稳定。
2）在进给量f很小时，h0较大3）在背吃刀量a p<25um时，h0变化不大；在a p>25um时，h0将随a p的值增大而增大。
16.超精密切削时积屑瘤对切削过程的影响：积屑瘤高时切削力大，积屑瘤小时切削力小。
先进制造技术复习题
先进制造技术复习题一、填空题1．先进制造技术包含、和三个技术群。
2．制造系统是由制造过程及其所涉及、和组成的一个有机整体。
4．根据产品的信息来源，反求工程可分为，和。
5．先进制造工艺技术的特点除了保证优质、高效、低耗外，还应包括和。
6．微细加工中的三束加工是指，，。
8. 柔性制造系统的组成包括：，，和一套计算机控制系统。
12. CIMS的三要素分别为、、。
20.快速原型制造技术的熔丝沉积成形法通常采用的原材料是。
21.精密与超精密加工有色金属时，常用的刀具材料为。
22.FMS的机床配置形式通常有，和。
23.超精密机床导轨的主要形式有：，和25.与传统制造技术比较，先进制造技术具有的特征是：，，和。
26.从时间维的角度划分，产品设计的四个阶段分别为：，，，。
27.优化设计的三要素是：，，。
28.反求工程的主要影响因素包括：，，。
32.超硬磨料砂轮通常采用的结合剂形式包括：，，。
33.高速主轴采用的轴承有：滚动轴承，，，。
34.高速切削机床的工作台的快速进给多采用和来实现。
35. MRPⅡ可分为、和三大子系统。
37.工业机器人一般由，，和等几个部分组成。
38. MRP和MRPII分别是指和，而ERP是指，其核心思想是。
43.高速切削通常使用的刀具材料有：1)硬质合金涂层刀具23)4)44.工业机器人的按系统功能分：1)2)3)4)45.工业机器人的性能特征：、、、、。
48.MRPⅡ是一个集、、和财务为一体的信息管理系统.49.微量进给装置有机械或液压传动式，、、、、压电陶瓷式等多种结构形式。
50.一个典型的FMS刀具运储系统通常由、、、以及计算机控制管理系统组成。
二、单项选择题1．反求工程形体几何参数获得的破坏性测量方法是（）a. 三坐标测量b. 光学测量c. 自动断层扫描2．高速加工机床的进给系统机构大多采用（）a. 直线电机b. 滑动丝杠传动机构c. 摩擦传动机构3．不适合用精密与超精密机床的进给系统的方式为（）a. 滚珠丝杠螺母机构b. 压电陶瓷驱动装置c. 弹性变形机构5. ERP的含义是（）a. 制造资源计划b. 物料需求计划c. 企业资源计划d. 产品数据管理9．FMS非常适合（）a. 大批大量生产方式b. 品种单一、中等批量生产方式c. 多品种、变批量生产方式10．在进行纳米级测量非导体的零件表面形貌时，常采用的测量仪器为（）a. 光学显微镜b. 扫描隧道显微镜c. 原子力显微镜12.不同的材料高速切削速度范围是不同的，其中铝合金和钛的高速切削速度范围是（）a. 1000～5000m/min ;1000～3000m/min;b. 500～2000m/min ; 800～3000m/min;c. 1000～7000m/min ; 100～1000m/min;13.光刻加工的工艺过程为：（）a. ①氧化②沉积③曝光④显影⑤还原⑦清洗b. ①氧化②涂胶③曝光④显影⑤去胶⑦扩散c. ①氧化②涂胶③曝光④显影⑤去胶⑦还原14.光刻加工采用的曝光技术中具有最高分辨率的是（）a. 电子束曝光技术b. 离子束曝光技术c. X射线曝光技术15.硅微体刻蚀加工和硅微面刻蚀加工的区别在于（）a. 体刻蚀加工对基体材料进行加工，而面刻蚀加工不对衬底材料进行加工；b. 体刻蚀加工不对基体材料进行加工，而面刻蚀加工对衬底材料进行加工；c. 体刻蚀加工可获得高纵横比的结构，而面刻蚀加工只能获得较低纵横比的结构；16.工业机器人有多种分类方式，下列不属于按驱动方式分类的是（）a.气压传动机器人;b. 液压传动机器人;c. 电器传动机器人;d.智能机器人；17.高速切削使用的刀具材料有很多种，其中与金属材料亲和力小，热扩散磨损小，高温硬度优于硬质合金，当韧性较差的是（）a. 陶瓷刀具;b.; 聚晶金刚石刀具c.立方氮化硼刀具;22.磨削铸铁时，采用下列哪种磨料较好（）a.刚玉;b.人造金刚石c.立方氮化硼23.微细加工技术中的刻蚀工艺可分为下列哪两种（）a离子束刻蚀、激光刻蚀 b. 干法刻蚀、湿法刻蚀 c. 溅射加工、直写加工24．LIGA技术中不包括的工艺过程为（）a.涂胶b.同步辐射X射线深层光刻c.电铸成形d.注塑25. 衡量机器人技术水平的主要指标是（）a.自由度b. 工作空间c. 提取重力d.运动速度26. 在机器人控制系统中下列不属于按其控制方式划分的是（）a.集中控制方式b. 主从控制方式c.分散控制方式d.点位式30. 微细加工主要指微细尺寸零件大小在________以下，加工精度为________的加工。
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砂带磨削的特点
d)
砂带磨削的效率一般约为砂轮的4倍左右，对于平面砂带磨削，它
的效率甚至超过铣、刨的水平，比铣削的生产效率高10倍。
关于生产效率的实例：
美国的Hill-Acme公司的砂带磨床，加工宽度为1219mm的不锈 钢板，进给速度101mm/min，一次可以磨掉3.17mm厚的金属。 又如英国White公司的648型砂带磨床，可以一次粗磨、精磨、抛 光小工件，进给速度6m/min，每小时加工2000个工件。
2.
加，工件塑性变形，起刻划作用；
3.
移并形成切屑，真正意义上的磨削开始。
砂带磨削的机理和特点
4.砂带磨削与固结砂轮磨削对比
砂带磨削 效率、散热量
功率利用率 抗振动性能 生产效率是砂轮磨削 的4倍以上，磨削过程 散发量低 功率利用率96% 由于砂带柔性好、磨 削速度稳定，弹性橡 胶接触轮，对振动不 敏感 磨削精度高达0.01um， Ra可达0.4μm或更小 只有60%左右
b)
不能与砂轮磨削竞争；
c)
盲孔、多阶梯且退刀槽小于3mm的外圆加工，也难以应用砂带磨削；
d)
砂带在高速磨削低碳钢及铜、铝等有色金属时，由于磨屑容易粘
附在磨粒间阻碍切削而造成砂带的严重磨损。
砂带磨削的适用范围
1.砂带磨削适用的材料：
a)
砂带磨削几乎能磨削一切工程材料，除了砂轮磨削能加工的材料外， 其还可以加工如铜、铝等有色金属和木材、皮革、塑料等非金属软 材料；
砂轮磨削
磨削精度
砂带磨削的机理和特点
除了在上页的表格列出的特点外，与传统的砂轮磨削相比，还 有以下优点：
1.
砂带磨削成本低：由于砂带的质量小，切削力小，抗振性好， 砂带磨削操作简便，辅助时间短（砂带的更换，工件的装夹）； 砂带磨削安全性好（砂带质量轻即使断裂不伤人），环境效益
故机床刚度与强度要求都低，砂带磨削设备简单；
2. 3.
好（无刚性冲击，噪音<20db）；
砂带磨削特点
1.生产效率高
a)
由于砂带上的磨粒具有定向排列、分布均匀、磨粒间的容屑空间大
等特点，每一颗磨粒就是一个刀刃，在磨削过程中都起切削作用。
b)
而砂轮上的磨粒分布是随机的，排列不均匀，且高低不齐，故而切 削性能远不如砂带。
c)
而且关于大平面磨削的问题，砂带的宽度可以达到5m以上，相比 砂轮磨削更有优越性。
砂带磨削的特点
3.加工适应性强
a) b)
砂带磨削很容易满足不同磨削需要的设计； 一台砂带磨头，既可以安装在普通车床或立式车床上进行不同材
料、硬度的内圆、外圆、端面的磨削工作，也可以装夹在刨床上对平
面进行磨削；
c)
砂带磨削还可以磨削圆弧曲面及较复杂型面，如汽轮机叶片、涡
轮机叶片、导航叶片等，硬度较高的材料也可以用砂带磨削加工。
砂带磨削的机理和普通车床上安装砂带磨头，车削工序之后可立即进行磨削
与抛光工序，可节约大量的工件搬运、装夹拆卸及调整的工时；
b)
砂带的更换也很简便，一般只需1-2分钟，辅助工时的减少，
就能相应的减少工件的单位成本。
砂带磨削的机理和特点
5.设备简单，操作方便
a)
与砂轮磨床相比，砂带磨床的结构简单的多，且制造容易，设备
砂带磨削的机理和特点
2.加工件的表面粗糙度低，精度好 加工表面粗糙度的高低，是磨削工件表面质量的重要标准；
a)
砂带磨削属于弹性磨削，有良好的跑合与抛光作用，而且砂带的
周长比较长，磨粒间容屑空间大，在磨削过程中，起到一定的自然
冷却作用，所以被加工表面不易产生变形及烧伤等现象；
b)
表面粗糙度1.25-0.02，若用于抛光，表面粗糙度还可以更低。
精密超精密砂带磨削
砂带磨削的机理和特点
1.砂带的结构特点： 砂带是特殊形态的多刀、多刃的切削工具，其切削功能主要 是由粘附在基底上的磨粒来完成。
砂带磨削的机理和特点
砂带的结构如右图2所示： 它由基材、磨粒、粘接剂制成：
1. 2. 3.
基材可以是布或纸； 粘接剂为胶或人造树脂；
磨粒可为刚玉、碳化硅或者玻璃砂等。
b)
特别是砂带磨削的“冷态”磨削效应使之在加工钛合金等耐热耐磨
材料时更能显现独特的优势；
砂带磨削的适用范围
2.砂带磨削能加工的工件类型： 砂带磨削能加工表面质量及精度要求高的各种形状的工件， 不但可以加工常见的平面、内外圆表面的工件， 还能以极高的效率加工表面质量及精度要求都较高的大型或异型件。
砂带磨削的适用范围
大面积板材的抛磨加工，砂轮的宽度最大仅1000mm，砂带的最 大宽度可达4900mm，实际加工中砂带的宽度50-2000mm，加工厚 度0.4-150mm，生产效率高达1000㎡/h。
宽砂带磨削可广泛用于钢板、不锈钢板、硅钢片、铝板、铜板、
费用低，容易实现生产过程自动化；
b)
操作相对简便，一般机床操作人员都可以很快掌握，而且安全性
好；
砂带磨削的一些不足
a)
磨削过程中，砂带由于温度升高而绷紧，一定程度上会影响到加 齿轮类零件无法采用砂带磨削，在高精度加工方面，砂带磨削还 对小于25mm且有尺寸精度要求的深孔加工及有尺寸精度要求的
工精度；
基材在运动的过程中采用高压静电植砂的办法粘结上磨粒，因此砂
带上的磨粒几乎都是垂直于基底，锐端向外，定向排列，分布均匀，多
刃也基本上是等高排列的。
砂带磨削的机理和特点
2.砂带磨削的切削原理：
砂带磨削是根据工件的形状与大小，以相应的方式，使高速运
转的砂带与工件表面接触进行磨削或抛光的一种新工艺。 砂带磨削，弹性变形区的面积较大，磨粒载荷减少且均匀，工 件塑性变形和摩擦减小，力和热作用降低。
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砂带磨削的机理和特点
外圆砂带磨头结构图：
砂带磨削的机理和特点
3.砂带磨削几种情形：
1.
磨粒切削工件深度极小时，磨粒刀尖圆弧形成的负前角很大，工
磨粒挤入工件的切削深度增大时，磨粒与工件表面间压力逐渐增 当磨粒切削工件的深度增大到一定值后，被推挤的金属明显的滑
件弹性形变，只起擦滑作用；
砂带磨削的机理和特点
砂带机一般由电机、砂带、接触轮、张紧轮、张紧弹簧与支架、吸
尘器及其它辅助部件等组成： 接触轮通常多采用橡胶轮，具有弹性接触的性能，并能在磨削的过 程中起一定的支持作用； 张紧轮装置起张紧砂带、更换砂带及调整砂带跑偏的作用。 以磨削工件外圆的砂带磨头为例，说明砂带磨削装置的一般结构