《金属切削基础原理》第12章[磨削]
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第十二章磨削
磨削用于加工坚硬材料及精加工、半精加工
内圆磨削
外圆磨削
平面磨削普通平面磨削
圆台平面磨削
超精磨削加工
第一节砂轮的特性及选择
砂轮由磨料、结合剂、气孔组成
特性由磨料、粒度、结合剂、硬度、组织决定
一、磨料
分为天然磨料和人造磨料
人造磨料氧化物系刚玉系（Al2O3）
碳化物系碳化硅系碳化硼系
超硬材料系人造金刚石系立方氮化硼系
二、粒度
表示磨粒颗粒尺寸的大小
＞63μm号数为通过筛网的孔数／英寸（25.4mm）机械筛分一般磨粒
＜63μm号数为最大尺寸微米数（W）显微镜分析法微细磨粒
精磨细粒降低粗糙度
粗磨粗粒提高生产率
高速时、接触面积大时粗粒防烧伤
软韧金属粗粒防糊塞
硬脆金属细粒提高生产率
国标用磨粒最大尺寸方向上的尺寸来表示
三、结合剂
作用：将磨料结合在一起，使砂轮具有必要的强度和形状
1、陶瓷结合剂（A）常用
由黏土等陶瓷材料配成
特点：粘结强度高、耐热、耐酸、耐水、气孔率大、成本低、生产率高、脆、不能承受侧向弯扭力
2、树脂结合剂（S）切断、开槽
酚醛树脂、环氧树脂
特点：强度高、弹性好、耐热性差、易自砺、气孔率小、易糊塞、磨损快、易失廓形、与碱性物质易反应、不易长期存放
3、橡胶结合剂（X）薄砂轮、切断、开槽、无心磨导轮
人造橡胶
特点：弹性好、强度好、气孔小、耐热性差、生产率低
4、金属结合剂（Q）磨硬质合金、玻璃、宝石、半导体材料
青铜结合剂（制作金刚石砂轮）
特点：强度高、自砺性差、形面成型性好、有一定韧性
四、硬度
在磨削力作用下，磨粒从砂轮表面脱落的难易程度
分为超软、软、中软、中、中硬、硬、超硬
工件材料硬砂轮软些防烧伤
工件材料软砂轮硬些充分发挥磨粒作用
接触面积大软砂轮
精度、成形磨削硬砂轮保持廓形
粒度号大软砂轮防糊塞
有色金属、橡胶、树脂软砂轮防糊塞
五、组织
磨粒、气孔、结合剂体积的比例关系
分为：紧密（0～3）、中等（4～7）、疏松（8～14）（磨粒占砂轮体积％↘）气孔、孔穴开式（与大气连通）占大部分，影响较大
闭式（与大气不连通）尺寸小、影响小
开式空洞型
蜂窝型前两种构成砂轮内部主要的冷却通道
管道型5～50μm
六、砂轮的型号标注
形状、尺寸、磨料、粒度号、硬度、组织号、结合剂、允许最高圆周线速度
P300x30x75WA60L6V35
外径300，厚30，内径75
第二节磨削运动
一、磨削运动
1、主运动
砂轮外圆线速度 m/s
2、径向进给运动
进给量fr 工件相对砂轮径向移动的距离
间歇进给 mm/st 单行程
mm/dst 双行程
连续进给 mm/s
3、轴向进给运动
进给量fa 工件相对砂轮轴向的进给运动
圆磨 mm/r
平磨 mm/行程
4、工件速度vw
线速度 m/s
二、磨削金属切除率
ZQ＝Q/B＝1000·vw·fr·fa/B mm^3/(s·mm)
ZQ：单位砂轮宽度切除率
Q：每秒金属切除量用以表示生产率
B：砂轮宽度
三、砂轮与工件加工表面接触弧长
lc＝sqrt(fr·d0)
影响参加磨削磨粒数目及磨粒负荷，容屑，冷却条件
四、砂轮等效直径
将外圆（内圆）砂轮直径换算成接触弧长相等的假想平面磨削的砂轮直径
结论：对砂轮耐用度影响内圆＞平面＞外圆
第三节磨削的过程
一、单个磨粒的磨削过程
磨粒的模型锐利120°圆锥
钝化半球
实际磨粒：大的负前角，大的切削刃钝圆半径
滑擦、耕犁、切削
滑擦：（不切削，不刻划）产生高温，引起烧伤裂纹
耕犁：（划出痕迹）磨粒钝或切削厚度小于临界厚度，工件材料挤向两侧隆起切削：切削厚度大于临界厚度，形成切屑
v↑→隆起↓（线性）塑性变形速度＜磨削速度
二、磨削的特点
1、精度高、表面粗糙度小
高速、小切深、机床刚性
2、径向分力Fn较大
多磨粒切削
3、磨削温度高
磨粒角度差、挤压和摩擦、砂轮导热差
4、砂轮的自砺作用
三、磨削的阶段
1、初磨阶段
实际磨深小于径向进给量
2、稳定阶段
实际磨深等于径向进给量
3、清磨阶段
实际磨深趋向于0
提高生产率缩短1、2
提高质量保证3
第四节磨削力及磨削功率
一、磨削力的特征
分解成三个分力
Ft切向力 Fn法向力 Fa轴向力
特征：
1、单位切削力k很大
磨粒几何形状的随机性和参数的不合理性
7000～20000kgf/mm^2 其他切削方式k＜700kgf/mm^2
2、Fn值最大
Fn/Ft 通常2.0～2.5
工件塑性↓、硬度↑→Fn/Ft↑
切深小，砂轮严重磨损 Fn/Ft 可达5～10
3、磨削力随磨削阶段变化
初磨、稳定、光磨
二、磨削力及磨削功率
摩擦耗能占相当大的比例（70～80％）
切向力（N）：Ft＝9.81·(CF·(vw·fr·B/v)+μ·Fn)
径向力（N）：Fn＝9.81·CF·(vw·fr·B/v)·tan(α)·(π/2) vw：工件速度
v：砂轮速度
fr：径向进给量
B：磨削宽度
CF：切除单位体积切屑所需的能 kgf/mm^2
μ：工件－砂轮摩擦系数
α：假设粒度为圆锥时的锥顶半角
磨削功率
P＝Ft·v/1000 Kw
理论公式精度不高，常用实验测定（顶尖上安装应变片）
第五节磨削温度
耕犁、滑擦和形成切屑的能量全部转化成热，大部分传入工件
一、磨削温度
砂轮磨削区温度θA：砂轮与工件接触区的平均温度
影响：烧伤、裂纹的产生
磨粒磨削点温度θdot：磨粒切削刃与切屑接触部分的温度温度最高处，是磨削热的主要来源
影响：表面质量、磨粒磨损、切屑熔着
工件温升：
影响：工件尺寸、形状精度受影响
二、影响磨削温度的因素
切削液为降温的主要途径
1、工件速度对磨粒磨削点温度的影响大于砂轮速度
vw↑→acgmax↑→F↑→θdot↑大
v↑→acgmax↓→θdot↑小
→摩擦热↑↗
acgmax：单个磨粒最大切削厚度 mm
假设：磨粒前后对齐，均匀分不在砂轮表面
平面磨：acgmax=(2·vw·fa/(v·m·B))sqrt(fr/dt)
外圆磨：acgmax=(2·vw·fa/(v·m·B))sqrt((fr/dt)+(fr/dw))
dt：砂轮直径
m：每毫米周长磨粒数
用于定性分析
2、径向进给量Fr
fr↑→acgmax↑→θdot↑
fr↑→接触区↑→同时参加切削磨粒数↑→θA↑
3、其他因素
fa↑→θdot↑、θA↑
工件材料硬度↑、强度、↑韧性↑→θdot↑、θA↑
θA↑→工件温升↑
vw↑→被磨削点与砂轮接触时间↓→工件温升↗
三、磨削温度的测量（热电偶）
第六节砂轮的磨损及表面形貌
一、砂轮的磨损
类型磨耗磨损磨粒磨损
破碎磨损磨粒或结合剂破碎（取决于磨削力与磨粒、结合剂强度）
破碎磨损消耗砂轮多
磨耗磨损通过磨削力影响破碎磨损
阶段初期磨损磨粒破碎磨损（个别磨粒受力大，磨粒内部应力与裂纹）二期磨损磨耗磨损
三期磨损结合剂破碎磨损
二、砂轮的耐用度T
砂轮相邻两次修整期间的加工时间 s
各因素通过平均切削厚度来影响T
经验公式：T=6.67·(dw^0.6)·km·kt/(10000·(vw·fa·fr)^2)
dw：工件直径
kt：砂轮直径修正系数
km：工件材料修正系数
粗磨时间常用单位时间内磨除金属体积与砂轮磨耗体积之比来选择砂轮
三、砂轮的修整
作用去除钝化磨粒或糊塞住的磨粒，使新磨粒露出来
增加有效切削刃，提高加工表面质量
工具单颗金刚石、单排金刚石、碳化硅修整轮、电镀人造金刚石滚轮、硬质合金挤压轮等使用单颗金刚石：
导程小于等于磨粒平均直径，每颗磨粒都能修整
深度小于等于磨粒平均直径，提高砂轮寿命
四、表面形貌
单位面积上磨粒数目越多→acgmax↓→磨粒受力↓→磨粒寿命↑→T↑
磨粒高度分布越均匀→粗糙度↓
磨粒间距均匀性越好→粗糙度↓
第七节磨削表面质量与磨削精度
一、表面粗糙度
比普通切削小小于 Ra2～4μm
vw↓、v↑、R工↑、R砂↑、细粒度→粗糙度↓
细粒度→m↑→粗糙度↓
B↑→acgmax↓→粗糙度↓
磨粒等高性好→粗糙度↓
二、机械性能
1、金相组织变化
烧伤：C↑、合金元素↑→导热性↓→易烧伤
高温合金↑→磨削功率↑→θA↑→易烧伤
影响：破坏工件表层组织，产生裂纹，影响耐磨性和寿命
2、残余应力
原因：相变引起金相组织体积变化
温度引起热胀冷缩和塑性变形的综合结果
光磨10次残余应力减少2～3倍
光磨15次残余应力减少4～5倍
fa↓、fr↓→拉应力↓
3、磨削裂纹
磨削速度垂直方向上的裂纹（局部高温急冷造成热应力）
三、磨削精度
1、磨床与工件的弹性变形
2、磨床与工件的热变形
3、砂轮磨损导致形状尺寸变化3、磨床与工件振动
研磨加工是应用较广的一种光整加工。加工后精度可达IT5级，表面粗糙度可达Ra0.1~0.006μm。既可加工金属材料，也可以加工非金属材料。
研磨加工时，在研具和工件表面间存在分散的细粒度砂粒（磨料和研磨剂）在两者之间施加一定的压力，并使其产生复杂的相对运动，这样经过砂粒的磨削和研磨剂的化学、物理作用，在工件表面上去掉极薄的一层，获得很高的精度和较小的表面粗糙度。
研磨的方法按研磨剂的使用条件分以下三类：
1．干研磨研磨时只需在研具表面涂以少量的润滑附加剂。如图8-12a所示。砂粒在研磨过程中基本固定在研具上，它的磨削作用以滑动磨削为主。这种方法生产率不高，但可达到很高的加工精度和较小的表面粗糙度值(Ra0.02～0.01μm)。
2．湿研磨在研磨过程中将研磨剂涂在研具上，用分散的砂粒进行研磨。研磨剂中除砂粒外还有煤油、机油、油酸、硬脂酸等物质。在研磨过程中，部分砂粒存在于研具与工件之间，如图8-12b所示。此时砂粒以滚动磨削为主，生产率高，表面粗糙度Ra0.04～
0.02μm，一般作粗加工用，但加工表面一般无光泽。
3．软磨粒研
磨
在研磨过程
中，用氧化铬作磨料的研磨剂涂在研具的工作表面，由于磨料比研具和工件软，因此研磨过程中磨料悬浮于工件与研具之间，主要利用研磨剂与工件表面的化学作用，产生很软的一层氧化膜，凸点处的薄膜很容易被磨料磨去。此种方法能得到极细的表面粗糙度(Ra0.02～0.01μm)。
刮研平面用于未淬火的工件，它可使两个平面之间达到紧密接触，能获得较高的形状和位置精度，加工精度可达IT7级以上，表面粗糙度值Ra0.8～0.1μm。刮研后的平面能形成具有润滑油膜的滑动面，因此能减少相对运动表面间的磨损和增强零件接合面间的接触刚度。刮研表面质量是用单位面积上接触点的数目来评定的，粗刮为1～2点/cm2，半精刮为2～3
点/cm2，精刮为3～4点/cm2。
刮研劳动强度大，生产率低；但刮研所需设备简单，生产准备时间短，刮研力小，发热
小，变形小，加工精度和表面质量高。此法常用于单件小批生产及维修工作中。
超精密平面磨削的技术要求
超精密平面磨削的技术要求 1.1超精密平面磨削的技术指标 精密加工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。由于生产技术的不断发展，划分的界限将逐渐向前推移，过去的 精密加工对今天来说已是普通加工，因此，其划分的界限是相对的，且在具体数值上至今没有固定。精密 加工是指加工精度为1-1μm、表面粗糙度为Ra0.1-0.025μm的加工技术；超精密加工是指加工精度高于 0.1μm、表面粗糙度Ra小于0.025μm的加工技术，因此，超精密加工又称之为亚微米级加工。但是，目前 超精密加工已进入纳米级精度阶段，故出现了纳米加工及其相应的技术，如表1所示。 根据我国目前精密平面磨削的基础，结合国外超精密平面磨削的技术指标，提出以下超精密平面磨削机床 的技术指标，并与已实现的技术指标作了比较。 表1 超高精度平面磨床主要技术参数与目前三个精度级的对比单位mm 1.2超精密平面磨削的技术要求 根据表1所示的超精密平面磨削的技术指标，我们可以提出超精密平面磨削机床的技术要求：机床的砂轮 垂直进给能实现微量进给，机床具有足够的静、动态刚性，尤其是对机床的热变形及振动的控制较常规的 机床要有质的提高。 2实现超精密平面磨削的方法与手段 如上所述，为了实现这些技术要求来达到理想的技术指标，在机床的设计理念与机床的具体结构中，要求 与传统的机床有较大的改进与提高，根据我们的经验及对国外精密加工技术资料收集与分析，结合平面磨 削的机床结构、运动要求，可将整机分解为如下的主要单元技术：（1）机床布局型式；（2）新材料运用；（3）主轴精密回转技术；（4）微量进给技术；（5）运动导轨型式；（6）高精度温度控制技术。 2.1机床布局型式 机床布局型式极为重要，是决定成败的关键，但是超精密磨削技术是由精密磨削发展而来，从国外已实现 超精密平面磨削机床看，其结构型式多种多样，既有“磨头移动式”，也有“立柱移动式”或“十字拖板移动式”，无一例外，均未脱离传统的机床布局结构型式。从我们已掌握的高精度平面磨削技术基础上，认为机床结 构采用“十字拖板移动式”适合于超高精度平面磨削机床的研制。因为该结构型式，具有机床结构布局对称 性好，热稳定性好；主要运动部件重心低，运动平稳等优点。 2.2新材料运用 超精密平面磨削对机床的热变形及振动控制要求较高。在机床基础结构件材料的运用上，应突破传统以灰 铸铁为主的原则，采用一些新型材料，如：非金属材料——树脂混凝土，该材料的振动衰减性、耐热梯度、线胀系数等特性均大大优于金属材料。这在国外已被成熟运用，在国内也有运用的例子，如上海机床厂有 限公司的数控凸轮轴磨的床身采用了人造大理石材料，取得了较好的效果。因而在超精密平面磨削机床的 主要关键基础件，如床身、立柱、拖板等应采用人造大理石材料。 2.3主轴精密回转技术
磨削不锈钢时怎样选择砂轮
1.磨料：白刚玉具有较好的切削性能和字锐性，适于磨削马氏体及马氏体+铁素体不锈钢；单晶刚玉磨料适用于奥氏体和奥氏体+铁素体不锈钢；微晶钢玉磨料是由许多微小的晶体组成的，强度高、韧性和自锐性好，其自锐的特点是沿微晶的缝隙碎列，从而获得微韧性和微刃高等性，可以减少烧伤、拉毛等现象，并可以降低磨削表面粗糙度，适于磨削各种不锈钢；立方氮化硼磨料的硬度很高，热稳定性好，化学惰性高，在1300℃～1500℃不氧化，磨粒的刃尖不易变钝，产生磨削热也少，适用于磨削各种不锈钢，为了减少粘附现象，也可采用碳化硅和人造金刚石为磨料的砂轮。 2.粒度：磨削不锈钢时，一般采用36号、46号、60号中等粒度的砂轮为宜，其中粗磨时，采用36号、46号粒度，精磨用60号粒度。为了同时适用于粗磨和精磨，则采用46号和60号粒度。 3.结合剂：磨削不锈钢要求砂轮具有较高的强度，以便承受较大的冲击载荷。陶瓷结合剂耐热、抗腐蚀，用它制作的砂轮能很好的保持切削性能，不怕潮湿，具有多孔性，适合于制作磨削不锈钢砂轮的结合剂。磨削耐浓硝酸不锈钢等材料内孔时，可采用树脂结合剂制造砂轮。 4.硬度；应选用硬度较低的砂轮，以提高自锐性，一般选用G～N硬度的砂轮，其中以K～L使用最为普遍，使用微晶刚玉作磨料的内圆磨砂轮，则以J为宜。 5.组织：为了避免磨削过程中砂轮堵塞，砂轮组织应选用较疏松的，一般选用5～8号较为合适。 十四、磨削不锈钢时怎样选择磨削用量 陶瓷结合剂砂轮的速度为30～35m/s；树脂结合剂的砂轮速度为35～50m/s。当发现表面烧伤时，应将砂轮速度降至16～20m/s。 工件速度：当工件直径小于50mm时，ｎ=120～150r/min;大于50mm时，ｎ=40～80r/min.用砂轮外圆进行平面精磨时，工作台远动速度一般为15～20m/min，粗磨时为5～50 m/min。磨削深度和横向进给量大时取最小值。粗磨深度为～，精磨深度为。修整砂轮后应减小磨削深度。 外圆磨削时纵向进给量，粗磨时为（～）Bmm/r,精磨时为（～）Bmm/r ；内圆磨削时纵向进给量，粗磨时为（～）Bmm/r,精磨时为（～）Bmm/r ；砂轮
第九章 磨削
第九章磨削 【内容提要】 本章主要介绍砂轮的类型、结构和作用，以及磨削运动的组成及磨削特性。 【目的要求】 1．掌握砂轮组成要素以及砂轮的类型，根据具体的加工工艺和材料会选用砂轮的类型； 2．掌握磨削运动的组成及磨削特性 3．了解先进磨削技术。 【本章内容】 第一次课 引言：在机械制造业中，磨削是最常用的加工方法之一。磨削可加工外圆、内孔、平面、螺纹、齿轮、花键、导轨和成形面等各种表面。其加工精度可达IT5～IT6级，表面粗糙度一般可达Rа0．08μm。磨削尤其适合于加工难以切削的超硬材料(如淬火钢)。磨削的用途非常广泛。 §9-1 砂轮与磨削 一、砂轮 砂轮是磨削加工中最常用的工具。它是由结合剂将磨料颗粒黏结而成的多孑L体。掌握砂轮的特性，合理选择砂轮，是提高磨削质量和磨削效率、控制磨削加工成本的重要措施。 1．砂轮的组成要素 (1)磨料磨料即砂轮中的硬质颗粒。常用的磨料主要是人造磨料，其性能及适用范围如下表： (2)粒度粒度表示磨料颗粒的尺寸大小。磨料的粒度可分为两大类，基本颗粒尺寸大于40μm的磨料，用机械筛选法来决定粒度号，其粒度号数就是该种颗粒正好能通过筛子的网号。网号就是每英寸(25．4mm)长度上筛孔的数目。因此粒度号数越大，颗粒尺寸越小；反之，颗粒尺寸越大。当颗粒尺寸小于40μm的磨料用 显微镜分析法来测量，其粒度号数是基本颗粒最大尺寸的微米数，以其最大尺寸前加w来表
示。 (3)结合剂结合剂的作用是将磨粒黏合在一起，使砂轮具有必要的形状和强度。结合剂的性能对砂轮的强度、耐冲击性、耐腐蚀性及耐热性有突出的影响，并对磨削表面质量有一定影响。 (4)硬度砂轮的硬度是指磨粒在磨削力的作用下，从砂轮表面脱落的难易程度。砂轮硬即表示磨粒难以脱落；砂轮软，表示磨粒容易脱落。所以，砂轮的硬度主要由结合剂的黏结强度决定，而与磨粒本身的硬度无关。 选用砂轮时，应注意硬度选得适当。若砂轮选得太硬，会使磨钝了的磨粒不能及时脱落，因而产生大量磨削热，造成工件烧伤；若选得太软，会使磨料脱落得太快而不能充分发挥其切削作用。 (5)组织砂轮的组织是指磨粒在砂轮中占有体积的百分数(即磨粒率)。它反映了磨粒、结合剂、气孔三者之间的比例关系。磨粒在砂轮总体积中所占的比例大，气孔小，即组织号小，则砂轮的组织紧密；反之，磨粒的比例小，气孔大，即组织号大，则组织疏松。砂轮上未标出组织号时，即为中等组织。 2．砂轮的形状、代号和标志 常用形状有平形(P)、碗形(BW)、碟形(D)等，砂轮的端面上一般都有标志。从管理和选用方便的角度出发，砂轮参数的表示顺序是形状、尺寸、磨料、粒度号、硬度、组织号、结合剂、线速度。如： PSA 400 100 127 V(A) 60 L 5 B 25 形状外径厚度孔径磨料粒度硬度组织结合剂最高工作线速度(m／s) 二、磨削运动 生产中常用的外圆、内圆和平面磨削，一般具有四个运动。 1．主运动 砂轮旋转运动为主运动。砂轮旋转的线速度为磨削速度υc。 2．进给运动 磨削的进给运动一般有圆周进给、径向进给及轴向进给三种。 (1)圆周(直线)进给运动工件的旋转运动或工作台的往复直线运动。
超精密加工技术论文
超精密加工技术简介论文 学校：XXXXX 学院：XXXX 班级：XXXXX 专业：XXXXX 姓名：XXXX 学号：XXXX 指导教师：XXX
目录 目录 .......................................................................................................................................... - 2 - 一、概述................................................................................................................... - 1 - 1、超精密加工的内涵...................................................................................... - 1 - 2.、发展超精密加工技术的重要性................................................................. - 1 - 二、超精密加工所涉及的技术范围....................................................................... - 2 - 三、超精密切削加工............................................................................................... - 3 - 1、超精密切削对刀具的要求.......................................................................... - 3 - 2、金刚石刀具的性能特征.............................................................................. - 3 - 3、超精密切削时的最小切削厚度.................................................................. - 3 - 四、超精密磨削加工............................................................................................... - 4 - 1、超精密磨削砂轮.......................................................................................... - 4 - 2、超精密磨削砂轮的修整.............................................................................. - 4 - 3、磨削速度和磨削液...................................................................................... - 5 - 五、超精密加工的设备........................................................................................... - 5 - 六、超精密加工的支撑环境................................................................................... - 6 - 1、净化的空气环境.......................................................................................... - 6 - 2、恒定的温度环境.......................................................................................... - 6 - 3、较好的抗振动干扰环境.............................................................................. - 7 - 七、超精密加工的运用领域................................................................................... - 7 - 八、超精密加工的现状及未来发展....................................................................... - 7 - 1、超精密加工的现状...................................................................................... - 7 - 2、超精密加工的发展前景.............................................................................. - 8 - 总结：....................................................................................................................... - 9 - 参考文献：.....................................................................................错误!未定义书签。
磨削加工原理
7.3.2珩磨 珩磨是磨削加工的 1 种特殊形式，属于光整加工。需要在磨削或精镗的基础上进行。珩磨加工范围比较广，特别是大批大量生产中采用专用珩磨机珩磨更为经济合理，对于某些零件，珩磨已成为典型的光整加工方法，如发动机的气缸套，连杆孔和液压缸筒等。 （1）珩磨原理 在一定压力下，珩磨头上的砂条（油石）与工件加工表面之间产生复杂的的相对运动，珩磨头上的磨粒起切削、刮擦和挤压作用，从加工表面上切下极薄的金属层。 （2）珩磨方法 珩磨所用的工具是由若干砂条 ( 油石 ) 组成的珩磨头，四周砂条能作径向张缩，并以一定的压力与孔表面接触，珩磨头上的砂条有 3 种运动 ( 如图 7.3 a ) ；即旋转运动、往复运动和加压力的径向运动。珩磨头与工件之间的旋转和往复运动，使砂条的磨粒在孔表面上的切削轨迹形成交叉而又不相重复的网纹。珩磨时磨条便从工件上切去极薄的一层材料，并在孔表面形成交叉而不重复的网纹切痕 ( 如图 7.3 b ), 这种交叉而不重复的网纹切痕有利于贮存润滑油，使零件表面之间易形成—层油膜，从而减少零件间的表面磨损。 （3）珩磨的特点 1）珩磨时砂条与工件孔壁的接触面积很大，磨粒的垂直负荷仅为磨削的 1/50~1/100 。此外，珩磨的切削速度较低，一般在 100m/min 以下，仅为普通磨削的 1/30~1/100 。在珩磨时，注入的大量切削液，可使脱落的磨粒及时冲走，还可使加工表面得到充分冷却，所以工件发热少，不易烧伤，而且变形层很薄，从而可获得较高的表面质量。 2）珩磨可达较高的尺寸精度、形状精度和较低的粗糙度，珩磨能获得的孔的精度为 IT6~IT7 级，表面粗糙度 Ra 为 0.2~0.025 。由于在珩模时，表面的突出部分总是先与沙条接触而先被磨去，直至砂条与工件表面完全接触，因而珩磨能对前道工序遗留的几何形状误差进行一定程度的修正，孔的形状误差一般小于 0.005mm 。 3）珩磨头与机床主轴采用浮动联接，珩磨头工作时，由工件孔壁作导向，沿预加工孔的中心线作往复运动，故珩磨加工不能修正孔的相对位置误差，因此，珩磨前在孔精加工工序中必须安排预加工以保证其位置精度。一般镗孔后的珩磨余量为 0.05~0.08mm ，铰孔后的珩磨余量为 0.02~0.04mm ，磨孔后珩磨余量为0.01~0.02mm 。余量较大时可分粗、精两次珩磨。 4）珩磨孔的生产率高，机动时间短，珩磨 1 个孔仅需要 2~3min ，加工质量高，加工范围大，可加工铸铁件、淬火和不淬火的钢件以及青铜件等，但不宜
《金属切削原理》第12章[磨削]
第十二章磨削 磨削用丁加工坚硬材料及精加工、半精加工 内圆磨削 外圆磨削 平面磨削普通平■面磨削 圆台平■面磨削 超精磨削加工 第一节砂轮的特性及选择 砂轮由磨料、结合剂、气孔组成 特性由磨料、粒度、结合剂、硬度、组织决定 一、磨料 分为天然磨料和人造磨料 人造磨料氧化物系冈床系（A12O3） 碳化物系碳化硅系碳化硼系 超硬材料系人造金刚石系立方氮化硼系 二、粒度 表示磨粒颗粒尺寸的大小 >63pm号数为通过筛网的孔数/英寸（25.4mm 机械筛分一般磨粒 <63 pm号数为最大尺寸微米数（W显微镜分析法微细磨粒 精磨细粒降低粗糙度 粗磨粗粒提高生产率 高速时、接触面积大时粗粒防烧伤 软韧金届粗粒防糊塞 硬脆金届细粒提高生产率 国标用磨粒最大尺寸方向上的尺寸来表示 三、结合剂 作用：将磨料结合在一起，使砂轮具有必要的强度和形状 1、陶瓷结合剂（A常用 由黏土等陶瓷材料配成 特点：粘结强度高、耐热、耐酸、耐水、气孔率大、成本低、生产率高、脆、不能承受侧向弯扭力 2、树脂结合剂（S）切断、开槽 酚醛树脂、环氧树脂 特点：强度高、弹性好、耐热性差、易自砺、气孔率小、易糊塞、磨损快、易失廓形、与碱性物质易反应、不易长期存放 3、橡胶结合剂（X）薄砂轮、切断、开槽、无心磨导轮 人造橡胶 特点：弹性好、强度好、气孔小、耐热性差、生产率低
4、金届结合剂（Q）磨硬质合金、玻璃、宝石、半导体材料宵铜结合剂（制作金刚石砂轮） 特点：强度高、自砺性差、形面成型性好、有一定韧性
四、硬度 粒度号大 软砂轮 防糊塞 有色金届、橡胶、树脂 软砂轮 防糊塞 五、 组织 磨粒、气孔、结合剂体积的比例关系 分为：紧密（0?3）、中等（4?7）、疏松（8?14）（磨粒占砂轮体积％\） 气孔、孔穴 开式（与大气连通） 占大部分，影响较大 闭式（与大气不连通） 尺寸小、影响小 开式空洞型 蜂窝型 前两种构成砂轮内部主要的冷却通道 管道型5?50m 六、 砂轮的型号标注 形状、尺寸、磨料、粒度号、硬度、组织号、结合剂、允许最高圆周线速度 P300x30x75WA60L6V35 外径300,厚30,内径75 第二节磨削运动 一、 磨削运动 1、 主运动 砂轮外圆线速度 m/s 2、 径向进给运动 进给量fr 工件相对砂轮径向移动的距离 间歇进给 mm/st 单行程 mm/dst 双行程 连续进给 mm/s 3、 轴向进给运动 进给量fa 工件相对砂轮轴向的进给运动 圆磨 mm/r 平磨 mm/行程 4、 工件速度vw 线速度 m/s 二、 磨削金届切除率 Z8 Q/B= 1000 ? vw/ - fr - fa/B mm A 3/（s - mm ） ZQ 单位砂轮宽度切除率 Q 每秒金届切除量 用以表示生产率 B:砂轮宽度 三、 砂轮与工件加工表面接触弧长 lc = sqrt （fr - d0） 在磨削力作用下，磨粒从砂轮表面脱落的难易程度 分为超软、软、 工件材料硬 工件材料软 接触面积大 精度、成形磨削 中软、中、中硬、硬、超硬 砂轮软些 砂轮硬些 软砂轮 硬砂轮 防烧伤 充分发挥磨粒作用 保持廓形
砂轮使用的选择
砂轮的选择 砂轮对磨削加工过程影响是多方面的，其中包括生产效率、表面质量以及加工精度等。 选择砂轮必须考虑的因素如下： 1、工件材料的物理机械性能（强度、硬度、韧性、导热性等） 2、工件的热处理方法（调质、淬火、氮化等） 3、对磨削光洁度和精度的要求 4、工件的形状和尺寸（成型面、曲面、长度、厚度等） 5、工件的形状和尺寸（成型面、曲面、长度、厚度等） 6、磨削方式（外圆、内圆或平面磨削、开槽、切断等） 此外，磨削用量、冷却状况、磨床状况、修整砂轮方法、生产力、类型以及操作者的熟练程度等，都对选择砂轮的特性有一定影响 由于影响选择砂轮的因素非常复杂，要提出各种加工条件都可适用的具体方法，显然是不可能的，所以下面只提出一些选择砂轮的基本原则，供参考。为了方便起见，下面仍按砂轮的各个特性介绍其选用原则。 一、磨料的选择 磨料的选择与被磨工件的材料及其热处理方法有关 磨料的特点及其适用范围
二、硬度的选择 砂轮硬度的选择，决定于许多因素，其中主要的有被磨工件材料、磨削方式和性质等。选择的主要原则如下： 1、工件材料硬度高，磨料容易磨钝，为了使磨钝的磨粒能及时脱落，应选择较软的砂轮；反之，，工件材料软，磨粒不易磨钝，为了从分利用磨粒的切削能力，砂轮应较硬些。但是磨削很软很韧的材料时，如铜、铝、韧性黄铜、软钢等，为了避免砂轮堵塞，砂轮的硬度也应软一些。磨削硬度很高的材料（硬质合金除外），砂轮的硬度也不能太低，否则磨粒过分容易脱落，切削能力降低，且光洁度也不易保证。 通常磨削淬过火的碳素钢、合金钢、高速钢可选用硬度R2~ZR1，磨未淬火钢可用硬度ZR1~ZR2。 2、磨削容易烧伤、变形的弓箭，如导热性差的工件、薄壁薄片工件等，应选用较软的砂轮。 3、砂轮与工件接触面积较大时，因发热量多，冷却条件差，为了避免工件烧伤或变形，应当用较软的砂轮。 例如内圆磨削、平面磨削比外圆磨削的接触面积大，用砂轮端面磨平面比用砂轮圆周面磨平面的接触面积大，所以选用砂轮硬度时应有所区别。 4、精磨时的硬度应比粗磨时的硬度适当高一些。成型磨削以及磨削具有圆角的轴颈（如发动机曲轴等），为了较好地保持砂轮外形轮廓，应该用较硬的砂轮。 5、磨削断续表面，如花键轴、有键槽的外圆等，由于有撞击作用而使磨粒较易脱落，所以硬度应高一些。 6、砂轮线速度低，工件线速度高或纵向进给量大时，磨粒受力较大，应当用较硬的砂轮，以避免过早脱落。 7、干磨应比湿磨的砂轮选得稍软些，以减少发热量。 三、粒度的选择 粒度的选择主要与加工精度、光洁度要求有关，选择原则如下： 1、精磨时工件表面光洁度和精度要求高，应选择粒度较细的砂轮。反之，粗磨时磨削余量大，对表
精密磨削
浅谈磨削加工对模具寿命的影响 分析了磨削加工工艺对模具寿命的影响，提出减少磨削缺陷的有效措施，从而保证和提高模具使用寿命。 关键词：磨削加工措施模具寿命 模具制造是模具设计的延续，是验证设计正确性的过程。在现代模具生产中采用了先进、高效、高精密机床和自动化生产技术。磨削加工工作量将占模具总的制造工时的25％～45％。我国模具工业发展到今天取得了巨大的进步，但仍然与国外先进水平有较大的差距，在模具寿命上的比较见附表。模具制造的成品质量与模具制造精度密切相关，特别是与模具型腔面的精度和表面粗糙度有着密切关系。 实际生产中，影响模具失效的因素有：①模具结构；②模具材料；③冷热加工的制造工艺（锻造、热处理、切削加工、磨削加工、电加工等）；④模具工作条件。要提高模具寿命，必须对导致模具损伤的原因及各种影响因素进行认真分析，制定克服的办法和措施。 目前，在国际上有两种模具制造工艺路线：一是以提高机械加工与电加工的精度与质量，使手工精加工的工作量降到最低，如高精密机床和高速成型铣床及其加工工艺的发展，为这条工艺路线的发展奠定基础。二是侧重精加工中的抛光和研磨工艺，其
加工工时，与机械加工、电火花加工时间几乎相等。一副模具是由众多的零件组配而成，零件的质量直接影响着模具的质量，而零件的最终质量又是由精加工来保证的。在国内大多数的模具制造企业，精加工阶段采用的方法一般是磨削、电加工及钳工处理。 磨削加工对模具寿命的影响未引起人们的充分重视，由于不正确的磨削工艺，造成工件表面烧伤、磨削裂纹、磨削痕及产生磨削应力，致使后续工序及模具在服役期间的机械疲劳、冷热疲劳产生裂纹的萌生源，严重影响模具的使用寿命。 研究和探讨如何提高磨削加工质量，提高模具使用寿命、延长服役时间，促进采用模具新技术，正是本文的目的。 1 模具的磨削加工 磨削过程的实质是工件被磨削了金属表层，在无数磨粒瞬间的挤压、磨擦作用下产生变形，而后转为磨屑，并形成光洁表面的过程。磨削的全过程表现为力和热的作用。 ①在磨削过程中，加工表面在切削热作用下产生热膨胀，此时基体金属温度较低，因此，表面产生热压应力。当磨削结束时，工件表面温度降低，由于表面已产生热态塑性变形并受到基体的限制，故而表面产生残余拉应力，里层产生残余压应力。 ②磨削时，砂轮与工件为弧面接触，砂轮切削时工件产生塑性变形及砂轮与工件间剧烈的摩擦阻力，从而在砂轮与工件间形成大小相等，方向相反的磨削力，同时由于表层材料塑性变形时使工件材料内部金属分子之间产生相对位移，形成内摩擦而发热，砂
内径磨削的理论与实际操作技巧
精密部内径工序培训资料 ——内径磨削的工艺特性及实际操作要领 滚动轴承属于精磨机械产品，实际生产中多采用精密磨削的方法进行加工。轴承内圈内径作为轴承的径向安装定位基准面，其形位公差和形位公差都要求极为严格，因此在轴承零件的磨削加工中，内径磨削是一个关键工序之一。内径加工的废品率占到轴承磨削加工废品的60~70%，因此，它也是磨削加工中的最薄弱环节。下面将内径磨削的工艺特性和磨削加工的操作要点和注意事项分述如下： 一、内径磨削的工艺特性 1.内径磨削时砂轮受孔径的限制，使用的砂轮直径较小，砂轮容易钝化，需要经常修整和更 换，因而增加了磨削的辅助时间。 2.由于内径砂轮较小，要获得最有利的磨削速度，就必须有很高的砂轮的转速，因而对砂轮 主轴系统的刚性提出了较高的要求。 3.由于内径磨削的砂轮直径较小，紧固砂轮的砂轮接杆直径更细，悬伸长度又较大，所以磨 削时砂轮接杆刚性较差，容易产生弯曲变形和振动，进而影响工件的加工精度和表面粗糙度，为使接杆的振动和弯曲变形满足工艺要求，磨削用量必然受到影响，进而影响生产效率的提高 4.内径磨削与外径磨削相比砂轮与工件的接触弧面比外径磨削时大，参与磨削的砂轮磨粒较 外径少许多倍，砂轮容易钝化，容易产生磨削热。
5.磨削时冷却水不能充分喷射到磨削区域，冷却效果较差。同时，由于孔径的限制排削困难， 磨屑容易堵塞砂轮使砂轮失去磨削性能，所以需经常修正砂轮，以保持砂轮的切削性能。 由于上述原因的存在，为了保证产品质量和提高生产效率，对内径磨削原理的分析和不断总结和并在生产实践中总结快速有效的操作方法显得尤为重要。 二、内径磨削时砂轮的选择 内径磨削作为磨削工序的薄弱环节，其砂轮的磨料、粒度，、软硬、组织，结合剂选择是否合适，将直接影响工件的加工效率和加工质量。 1. 磨料的选择主要依据工件的材料而定，在磨削一般碳素钢、用棕刚玉磨料；磨削淬火钢、 高速钢高碳合金钢时用白刚玉，磨削轴承钢不锈钢时用单晶刚玉，或单晶微晶混合磨料，铬刚玉磨料在磨削轴承钢时也有较普遍的使用。 2. 砂轮粒度的选择，一般在材料相同的情况下粗磨时选择60~80粒度的砂轮，精磨时选择 80~120粒度的砂轮。 3. 砂轮的软硬则依据材料的硬度及工件磨量的大小进行选择，对于磨量大、材料硬工件， 为避免烧伤和增加其自锐性能应选择砂轮的硬度稍软一些J 或K级的硬度。而对于被 磨削材料较软或磨量小的工件，可采用硬度稍硬的砂轮，K或L级硬度的砂轮。 4. 砂轮的组织在磨削轴承内径时一般选择偏疏松8~10级的组织号，以利于容屑和散热。 5. 结合剂方面一般选择陶瓷结合剂，以利于砂轮形成更多的空隙，改善内径加工磨削性能。
先进磨削技术的发展
先进磨削技术的新发展 摘要：磨削是指用磨料或磨具去除材料的加工工艺方法，磨削与车、铣削在常规加工材料上竞争可能难分高下。尽管硬车削已经替代了很多磨削加工，但由于粘结技术的进步、高级磨料的应用，磨削依然保持强势。作为先进制造技术中的重要领域，磨削加工技术已在机械、国防、航空航天、微加工、芯片制造等众多领域得到广泛应用。磨削加工的发展趋势正朝着采用超硬磨料、磨具，高速、高效、高精度磨削工艺及柔性复合磨削、绿色生态磨削方向发展。如今磨削加工的发展趋势，主要包括高速磨削、超高速磨削、精密和超精密磨削、缓进给磨削、高效深切磨削、砂带磨削及绿色磨削技术。我们也需要了解超高速磨削加工的机理及超高速磨削的优越性，把握高速超高速磨削加工技术的发展前景。 关键词：磨削精密磨削高效磨削超高速磨削 正文：磨削加工技术是利用磨料去除材料的加工方法，也是人类最早使用的生产技艺方法。18世纪中期世界上第一台外圆磨床问世，由石英石、石榴石等天然磨料构成，随后又研制出平面磨床。20世纪40年代末，人造金刚石出现；1957年立方氮化硼研制成功；随着磨削技术的发展，特别是超硬磨料人造金刚石砂轮与立方氮化硼党的应用，磨削加工范围日益增大，磨削加工精度和加工效率也不短提高。 磨削技术发展趋势 如今磨削加工技术正朝着高速化，精细化方向发展。因此，我们了解超高速磨削加工的机理及超高速磨削的优越性，把握高速超高速磨削加工技术的发展前景是很有必要的。主要包括高速磨削、超高速磨削、精密和超精密磨削、缓进给磨削、高效深切磨削、砂带磨削及绿色磨削技术 首先了解一下精密及超精密磨削机理，精密磨削一般使用金刚石和立方氮化硼等高硬度磨料砂轮，主要用金刚石修整刀具以极小而又均匀的微进给（10～15mm/min）对砂轮进行精细修整，以获得众多的等高微刃，加工表面的磨痕较细，加工过程中，由于微切削、滑移、摩擦等综合作用，加工工件达到了小的表面粗糙度值和高的精度要求。超精密磨削则采用较小的修整导程和较小的背吃刀量修整砂轮，靠超细微磨粒等高微刃的磨削作用进行磨削加工。现在我们就对以上提到的磨削技术详细了解一下。 高效磨削技术 高效磨削是一种先进的制造技术，在其不断的发展中达到了一个崭新的水平。所谓高效磨削，是指加大磨削负荷或提高砂轮线速度，增加单位时间金属比切除率和单位时间的金属去除量，以达到和车削、铣削那样高的金属切除率，或者甚至更高。高效磨削主要包括高速磨削、缓进给磨削、高效深磨和砂带磨削，现已成为磨削加工技术发展的总体趋势。高效磨削技术的大力推广可有效地提高磨削效率、加工质量、砂轮耐用度，并降低生产成本。 缓进给磨削 缓进给磨削是继高速磨削之后发展起来的一种高效加工方法，对成型表面的加工有显著的成效。缓进给磨削是强力磨削的一种，又称深切缓进给磨削或蠕动磨削。缓进给磨削与普通磨削的不同在于采用增大磨削深度、降低磨削速度、砂轮与工件有较大的接触面积和高的速度比，达到很高的金属切除率。磨削工件时，只需经过一次或数次行程即可磨到所需的形状和尺寸精度。由于砂轮的磨削深度大，致使砂轮与工件的接触面积加大，有效抑制了磨削时振动的产生，磨
常见的3种磨削方法介绍
常见的3种磨削方法介绍 磨削过程就是砂轮表面上的磨粒对工件表面的切削、划沟和滑擦的综合作用过程。（一）外圆磨削 外圆磨削可以在普通外圆磨床或万能外圆磨床上进行，也可在无心磨床上进行，通常作为半精车后的精加工。 1、纵磨法 磨削时，工件作圆周进给运动，同时随工作台作纵向进给运动，使砂轮能磨出全部表面。每一纵向行程或往复行程结束后，砂轮作一次横向进给，把磨削余量逐渐磨去。可以磨削很长的表面，磨削质量好。特别在单件、小批生产以及精磨时，一般都采用纵磨法。 2、横磨法（切入磨法） 采用横磨法，工件无纵向进给运动。采用一个比需要磨削的表面还要宽一些（或与磨削表面一样宽）的砂轮以很慢的送给速度向工件横向进给，直到磨掉全部加工余量。横磨法主要用于磨削长度较短的外圆表面以及两边都有台阶的 3、深磨法 特点是全部磨削余量（直径上一般为～0.6mm）在一次纵走刀中磨去。磨削时工件圆周进给速度和纵向送给速度都很慢，砂轮前端修整成阶梯形或锥形。深磨法的生产率约比纵磨法高一倍，能达到IT6级，表面粗糙度的Ra值在～之间。但修整砂轮较复杂，只适于大批、大量生产，磨削允许砂轮越出被加工面两端较大距离的工件。 4、无心外圆磨削法 工件放在磨削砂轮和导轮之间，下方有一托板。磨削砂轮（也称为工作砂轮）旋转起切削作用，导轮是磨粒极细的橡胶结合剂砂轮。工件与导轮之间的摩擦力较大，从而使工件以接近于导轮的线速度回转。无心外圆磨削在无心外圆磨床上进行。无心外圆磨床生产率很高，但调整复杂；不能校正套类零件孔与外圆的同轴度误差；不能磨削具有较长轴向沟槽的零件，以防外圆产生较大的圆度误差。因此，无心外圆磨削多用于细长光轴、轴销和小套等零件的大批、大量生产轴径。 （二）内圆磨削
第四章：磨削
第4章磨削 磨削是以砂轮或其它磨具对工件进行精加工和超精加工的切削加工方法。在磨床上采用各种类型的磨具为工具，可以完成内外圆柱面、平面、螺旋面、花键、齿轮、导轨和成形面等各种表面的精加工。它除能磨削普通材料外，尤其适用于一般刀具难以切削的高硬度材料的加工，如淬硬钢、硬质合金和各种宝石等。磨削加工精度可达IT6～IT4，表面粗糙度Ra 可达1.25—0.01μm，甚至可达0.008μm。磨削主要用于零件的精加工，目前也可以用于零件的粗加工甚至毛坯的去皮加工，可获得很高生产率。 除了用各种类型的砂轮进行磨削加工外，还可采用做成条状、块状(刚性的)、带状(柔性的)磨具或用松散的磨料进行磨削。加工方法主要有珩磨、砂带磨、研磨和抛光等。 砂轮的磨削过程实际上是磨粒对工件表面的切削、刻划和滑擦三种作用的综合效应。磨削中，磨粒本身也由尖锐逐渐磨钝，使切削作用变差，切削力变大。当切削力超过粘合剂强度时，圆钝的磨粒脱落，露出一层新的磨粒，形成砂轮的“自锐性”。但切屑和碎磨粒仍会将砂轮阻塞。因而，磨削一定时间后，需对砂轮进行修整。 4.1 砂轮 4.1.1 砂轮的特性与选择 砂轮是用各种类型的结合剂把磨料粘合起来，经压坯、干燥、焙烧及修整而成的，具有很多气孔，用磨粒进行切削的磨削工具。决定砂轮特性的五个要素分别是：磨料、粒度、结合剂、硬度和组织。 1.磨料 普通砂轮所用的磨料主要有刚玉、碳化硅和超硬磨料三类，按照其纯度和添加的元素不同，每一类又可分为不同的品种。表4-1列出了常用磨料的名称、代号、主要性能和用途。 表4-1 常用的磨料的性能及适用范围 2.粒度 粒度是指砂轮中磨粒尺寸的大小。粒度有两种表示方法： （1）用筛选法区分的较大磨粒，主要用来制造砂轮，粒度号以筛网上每英寸长度的筛孔数来表示。例如，60号粒度表示磨粒能通过每英寸（25.4mm）长度上有60个孔眼的筛网。粒度号为4～240，粒度号越大，颗粒尺寸越小。 (2)用显微镜测量尺寸区分的磨粒称微粉，主要用于研磨，以其最大尺寸前加W表示。微粉的粒度以该颗粒最大尺寸的微米数表示。如尺寸为20μm的微粉，其粒度号为W20。粒度号越小，则微粉的颗粒越细。 粗磨使用颗粒较粗的磨粒，精磨使用颗粒较细的磨粒。当工件材料软，塑性大或磨削接触面积大时，为避免砂轮堵塞或发热过多而引起工件表面烧伤，也常采用较粗的磨粒。常用
精密与超精密磨削技术
精密与超精密磨削技术 一、精密与超精密磨削技术 国内外都采用超精密磨削、精密修整、微细磨料磨具进行亚微米级以下切深磨削研究，以获得亚微米级尺寸精度。微细磨料磨削，用于超精密镜面磨削树脂结合剂砂轮金刚石磨粒平均直径可小至4μm。日本用激光研磨过人造单晶金刚石上切出大量等高性一致微小切刃，对硬脆材料进行精密磨削加工，效果很好。超硬材料微粉砂轮超精密磨削主要用于磨削难加工材料，精度可达0.025μm。日本开发了电解线修整(ELID)超精密镜面磨削技术，使得用超细微(或超微粉)超硬磨料制造砂轮成为可能，可实现硬脆材料高精度、高效率超精密磨削。作平面研磨运动双端面精密磨削技术，其加工精度、切除率都比研磨高得多，且可获得很高平面度,工具模具制造，磨削保证产品精度质量最后一道工序。技术关键除磨床本身外、磨削工艺也起决定性作用。磨削脆性材料时，由于材料本身物理特性，切屑形成多为脆性断裂，磨剂后表面比较粗糙。某些应用场合如光学元件，这样粗糙表面必须进行抛光，它虽能改善工件表面粗糙度，但由于很难控制形状精度，抛光后经常会降低。为了解决这一矛盾，80年代末日本欧美众多公司研究机构相继推回了两种新磨削工艺：塑性磨削（Ductile Grinding）镜面磨削（Mirror Grinding）。 1.塑性磨削它主要针对脆性材料而言，其命名来源出自该种工艺切屑形成机理，即磨削脆性材料时，切屑形成与塑性材料相似，切屑通过剪切形式被磨粒从基体上切除下来。所以这种磨削方式有时也被称为剪切磨削（Shere Mode Grindins）。由此磨削后表面没有微裂级形成，也没有脆必剥落时元规则凹凸不平，表面呈有规则纹理。 塑性磨削机理至今不十分清楚切屑形成由脆断向逆性剪切转变为塑断，这一切削深度被称为临界切削深度，它与工件材料特性磨粒几何形状有关。一般来说，临界切削深度100μm以下，因而这种磨削方法也被称为纳米磨削（Nanogrinding）。根据这一理论，有些人提出了一种观点，即塑性磨削要靠特殊磨床来实现。这种特殊磨床必须满足如下要求：（1）极高定位精度运动精度。以免因磨粒切削深度超过100μm时，导致转变为脆性磨削。 （2）极高刚性。因为塑性磨削切削力远超过脆性磨削水平，机床刚性太低，会因切削力引起变形而破坏塑性切屑形成条件。 2.镜面磨削顾名思义，它关心不切屑形成机理而磨削后工件表面特性。当磨削后工件表面反射光能力达到一定程度时，该磨削过程被称为镜面磨削。镜面磨削工件材料不局限于脆性材料，它也包括金属材料如钢、铝钼等。为了能实现镜面磨削，日本东京大学理化研究所NakagawaOhmori教授发明了电解线修整磨削法ELID（Electrolytic In-Process Dressing）。 镜面磨削基本出发点：要达到境面，必须使用尽可能小磨粒粒度，比如说粒度2μm乃至0.2μm。ELID发明之前，微粒度砂轮工业上应用很少，原因微粒度砂轮极易堵塞，砂轮必须经常进行修整，修整砂轮辅助时间往往超过了磨削工作时间。ELID首次解决了仅用微
《金属切削基础原理》第12章[磨削]
第十二章磨削 磨削用于加工坚硬材料及精加工、半精加工 内圆磨削 外圆磨削 平面磨削普通平面磨削 圆台平面磨削 超精磨削加工 第一节砂轮的特性及选择 砂轮由磨料、结合剂、气孔组成 特性由磨料、粒度、结合剂、硬度、组织决定 一、磨料 分为天然磨料和人造磨料 人造磨料氧化物系刚玉系（Al2O3） 碳化物系碳化硅系碳化硼系 超硬材料系人造金刚石系立方氮化硼系 二、粒度 表示磨粒颗粒尺寸的大小 ＞63μm号数为通过筛网的孔数／英寸（25.4mm）机械筛分一般磨粒 ＜63μm号数为最大尺寸微米数（W）显微镜分析法微细磨粒 精磨细粒降低粗糙度 粗磨粗粒提高生产率 高速时、接触面积大时粗粒防烧伤 软韧金属粗粒防糊塞 硬脆金属细粒提高生产率 国标用磨粒最大尺寸方向上的尺寸来表示 三、结合剂 作用：将磨料结合在一起，使砂轮具有必要的强度和形状 1、陶瓷结合剂（A）常用 由黏土等陶瓷材料配成 特点：粘结强度高、耐热、耐酸、耐水、气孔率大、成本低、生产率高、脆、不能承受侧向弯扭力 2、树脂结合剂（S）切断、开槽 酚醛树脂、环氧树脂 特点：强度高、弹性好、耐热性差、易自砺、气孔率小、易糊塞、磨损快、易失廓形、与碱性物质易反应、不易长期存放 3、橡胶结合剂（X）薄砂轮、切断、开槽、无心磨导轮 人造橡胶 特点：弹性好、强度好、气孔小、耐热性差、生产率低 4、金属结合剂（Q）磨硬质合金、玻璃、宝石、半导体材料 青铜结合剂（制作金刚石砂轮） 特点：强度高、自砺性差、形面成型性好、有一定韧性
四、硬度 在磨削力作用下，磨粒从砂轮表面脱落的难易程度 分为超软、软、中软、中、中硬、硬、超硬 工件材料硬砂轮软些防烧伤 工件材料软砂轮硬些充分发挥磨粒作用 接触面积大软砂轮 精度、成形磨削硬砂轮保持廓形 粒度号大软砂轮防糊塞 有色金属、橡胶、树脂软砂轮防糊塞 五、组织 磨粒、气孔、结合剂体积的比例关系 分为：紧密（0～3）、中等（4～7）、疏松（8～14）（磨粒占砂轮体积％↘）气孔、孔穴开式（与大气连通）占大部分，影响较大 闭式（与大气不连通）尺寸小、影响小 开式空洞型 蜂窝型前两种构成砂轮内部主要的冷却通道 管道型5～50μm 六、砂轮的型号标注 形状、尺寸、磨料、粒度号、硬度、组织号、结合剂、允许最高圆周线速度 P300x30x75WA60L6V35 外径300，厚30，内径75 第二节磨削运动 一、磨削运动 1、主运动 砂轮外圆线速度 m/s 2、径向进给运动 进给量fr 工件相对砂轮径向移动的距离 间歇进给 mm/st 单行程 mm/dst 双行程 连续进给 mm/s 3、轴向进给运动 进给量fa 工件相对砂轮轴向的进给运动 圆磨 mm/r 平磨 mm/行程 4、工件速度vw 线速度 m/s 二、磨削金属切除率 ZQ＝Q/B＝1000·vw·fr·fa/B mm^3/(s·mm) ZQ：单位砂轮宽度切除率 Q：每秒金属切除量用以表示生产率 B：砂轮宽度 三、砂轮与工件加工表面接触弧长
精密磨削技术的历史与发展
精密磨削技术的历史与发展 随着科学技术水平不断的提高，磨削加工已广泛应用于金属及其他材料的粗、精加工，是非常重要的切削加工方式。目前，磨削加工已经成为现代机械制造领域中实现精密与超精密加工最有效、应用最广泛的基本工艺技术，为人们提供高精度、高质量、高度自动化的技术装备的开发和研制。 精密磨削中超硬磨料砂轮 精密磨削技术 磨削是指用磨料或磨具去除材料的加工工艺方法，一般来讲，按照砂轮线速度的高低可将其进行分类，把砂轮速度低于45 m/s的磨削称为普通磨削，把砂轮速度高于45 m/s的磨削称为高速磨削，把砂轮速度高于150m/s的磨削称为超高速磨削。 按磨削效率将磨削分为普通磨削、高效磨削（高速磨削、超高速磨削、缓进给磨削、高效深切磨削、砂带磨削、快速短行程磨削和高速重负荷磨削）。 磨削加工能达到的磨削精度在生产发展的不同时期有不同的精度范围，当前，按磨削精度将磨削分为普通磨削（加工精度＞1μm、表面粗糙度R a0.16~1.25μm）、精密磨削（加工精度1~0.5μm、表面粗糙度R a0.04~1.25μm）、超精密磨削（加工精度≤0.01μm、表面粗糙度R a≤0.01μm）。 精密加工是指在一定发展时期中，加工精度和表面质量达到较高程度的加工工艺，当前是指被加工零件的加工精度为l～0.1μｍ，表面粗糙度值Ra0.2～0.01μｍ的加工技术。 精密磨削是目前对钢铁等黑色金属和半导体等脆硬材料进行精密加工的主要方法之一，在现代化的机械和电子设备制造技术中占有十分重要的地位。 精密磨削一般使用金刚石和立方氮化硼等高硬度磨料砂轮，主要靠对砂轮的精细修整，使用金刚石修整工具以极小而又均匀的微进给（10～15mm /min）。获得众多的等高微刃，加工表面磨削痕迹微细，最后采用无火花光磨。 由于微切削、滑移和摩擦等综合作用，达到低表面粗糙度值和高精度要求。高精密磨削的