切削磨削加工技术w
机械制造工艺方法分类与代码
机械制造工艺方法分类与代码
机械制造工艺方法是指在机械制造过程中，为达到预期的加工目标，所采用的一系列工艺方法或技术手段。
在机械制造行业中，根据不同的工艺要求和加工特点，将机械制造工艺方法分为不同的类型。
下面将对常见的机械制造工艺方法分类与代码进行介绍。
1. 切削加工
切削加工是指通过刀具在工件表面进行一定的切削、磨削或冲击等物理作用，将工件表面切削下一定的材料，以达到加工目的的一种加工方法。
其加工工艺代码为：C。
2. 成形加工
成形加工是指通过机器设备对原材料进行拉伸、压缩、弯曲等加工方法，使其形态发生变化，达到加工目的的一种加工方法。
其加工工艺代码为：F。
3. 焊接加工
焊接加工是指通过热源或压力，将工件上不同部位的金属材料熔化或塑性变形，逐层堆积形成一定形状的过程中使其连接成为整体的一种加工方法。
其加工工艺代码为：W。
4. 热处理加工
热处理加工是指通过加热、保温、冷却等工艺手段，改变金属材料的物理、化学性质，以改善其机械性能、物理性能和化学性质的一种加工方法。
其加工工艺代码为：H。
5. 表面处理加工
表面处理加工是指对工件表面进行处理，并通过表面改性、改变表面形态和表面覆盖等方式来改变工件表面性能和外观的一种加工方法。
其加工工艺代码为：S。
总结：
机械制造工艺方法分类与代码主要包括切削加工、成形加工、焊接加工、热处理加工和表面处理加工等五类。
每一种工艺方法都有其特点和适用范围，根据实际加工需求选择合适的工艺方法和对应的加工工艺代码，可以提高机械制造加工质量和效率。
2 磨削加工技术
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4
平面磨削时：
式中，nw为工件转速r/min；nt为工作台往复运动频率 s-1；L 为工作台行程mm。
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2Lnt vw 1000
一、磨削运动
vs
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d s n s
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4
图3.1.8 磨削主运动
一、磨削运动
VW m / s 或m/min
图3.1.9 磨削切向进给运动
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五、组织
砂轮的组织表示砂轮中磨料、结合剂、气孔三者间 的比例关系。根据磨料在砂轮总体积中所占比例， 将砂轮组织划分为紧密、中等、疏松三级 ：
(a)紧密
(b) 中等 图3.1.6 砂轮的组织
(c) 疏松
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六、砂轮磨损和修整
1、砂轮磨损
（1）磨粒损耗 1）磨粒的钝化 2）磨粒的破碎 3）磨粒的脱落 （2）砂轮失效 1）砂轮工作表面变钝 2）砂轮工作表面堵塞 3）砂轮轮廓畸变
（5）走刀次数
由于磨削余量一般为2～5µm，故走刀次数一般为2～3个 单行程。
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一、磨削加工的特点
（4）普通磨粒在磨削力作用下，会产生开裂和脱落， 会形成新的锐利刃，这称为磨粒的自砺作用，对磨 削加工是有利的。 （5）磨削时单个磨粒的切削厚度可小到几微米，故 易于获得较高加工精度和较小表面粗糙度值。 （6）由于多数磨粒切削刃具有极大的负前角和较大 的刃口半径，使径向磨削力Fy远大于切向磨削力Fz， 加剧工艺系统变形，造成实际磨削深度常小于名义 磨削深度。
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先进磨削技术
第5章先进磨削技术5.1 高速与超高速磨削加工概述一、高速磨削加工概述1. 界定高速磨削加工是通过提高砂轮的线速度达到提高磨削效率和磨削质量的工艺方法。
高速磨削的定义随时间不断向前推进。
实际应用中的磨削速度在100m/s以上称为高速磨削。
2. 机理高速磨削的效果可由砂轮线速度对磨削性能的影响来表征，通过单个磨粒的最大切削厚度a来衡量。
cgmax讨论：（1）在保持其他全部参数恒定的情况下，增加砂轮速度将导致切削厚度减小，相应地减小作用于单个磨粒上的切削力。
（图8.4.1）（2）若相应于砂轮速度成正比地增加工件速度，切削厚度保持不变，磨削合力不变。
故可在磨削合力不变的情况下，成比例地增加材料去除率。
试验表明：若保持相同的材料去除率，磨削速度加倍时，切向力减小，但是磨削功率增加；保持较高相同的磨削速度条件下，比工件去除率随工件速度成倍增加，且比磨削能减少, 避免了热损伤。
（图8.4.2）切屑形成机理发生改变：在某一切削速度范围内，磨粒与切屑间的摩擦状态由固态急剧转变为流体状态，磨削力快速减小。
通过上述分析可知：高速磨削可以大幅度提高磨削生产率、延长砂轮使用寿命、减小磨削表面粗糙度。
二、高速磨削加工的关键技术（图8.4.3）1.对机床的要求1）高速主轴及其轴承(图8.4.4)a.滚珠轴承高速主轴：由转子、轴承、外壳、电机组件和测角系统组成，配备冷却系统、润滑系统和变频驱动电气装置。
角接触滚珠轴承，混合轴承（内外圈为轴承钢，滚珠为氮化硅陶瓷），油气润滑。
b.液体静压轴承高速主轴：运动精度，回转误差0.02um以下，轴向刚度大，径向刚度比滚轴轴承低。
c.空气静压轴承高速主轴：高回转精度（小于50nm）、高转速（100000r/min）、低温升。
适合工件精度极高的场合。
但承载力低。
2）高速磨床结构（图8.4.5）高动态精度、高阻尼、高抗振性和热稳定性以及高度自动化和可靠性。
2.对砂轮的要求1）机械强度2）可靠性能3）磨粒刃形4）结合剂3.对防护装置的要求1）增加防护罩的强度2）防护罩内壳加吸能材料。
零件加工传统机械加工方法概述
零件加工传统机械加工方法概述随着现代工业的不断发展，零件加工也越来越受到重视。
零件加工的方法多种多样，其中传统机械加工是一种非常重要的方法。
本文将概述零件加工传统机械加工方法。
1、铣削加工铣削加工是利用铣削机将工件上的金属层层削除以制造出各种平面、楔面以及凸凹面零件的加工方法。
它是一种重要的大批量、高精度的工艺加工方法。
铣削技术占有国际上金属切削加工技术的一半以上，被称为切削加工“皇冠上的明珠”。
2、车削加工车削加工是将工件装夹在车床上，刀具沿工件的轴线作切削运动，用于加工外圆、内圆、端面以及各种高精度的螺纹的加工方法。
它是一种高效的加工方法，能够满足对于直径、长度、精度、表面光洁度等方面不同要求的零件加工。
3、钻孔加工钻孔加工是利用钻头将金属材料中间穿过的孔加工成一定的尺寸和形状的加工方法。
钻孔加工可以用于加工直径为0.1mm左右的细小孔，也可以用于加工直径超过10m的大孔。
4、磨削加工磨削加工是利用磨头旋转，使其表面与磨削面作相对直线运动，对工件进行削除的加工方法。
磨削加工可用于零件的制造中，使零件的精度和表面质量进一步提高。
传统机械加工方法虽然已经存在很长时间，但它依然是现代工业中非常常用的加工方法。
相比较于一些新兴的加工方法，传统机械加工具有以下几个优势：一、成本较低传统机械加工的设备比较成熟，可以购买到价格较低的机床设备。
而一些新兴技术的设备价格可能相对昂贵。
二、技术壁垒较低相比于一些新兴技术，传统机械加工所需要的技术人员培训周期相对较短，可以很快地进行适应和掌握。
三、适用范围广传统机械加工的方法适用于各种各样的材料、形状和尺寸。
无论是大尺寸的零件还是小巧精致的零件，传统机械加工都可以胜任。
在零件加工领域，传统机械加工始终是不可或缺的重要工艺之一。
当然，在加工过程中，也需要不断地引进新技术，加强技术创新，才能在竞争激烈的市场中获得更多的优势。
磨削及切削加工工艺
磨削及切削加工工艺一、磨削加工工艺1、工件的装夹（1）轴类工件装夹前应检查中心孔，不得有椭圆、棱圆、碰伤、毛刺等缺陷，并把中心孔擦净。
经过热处理的工件，须修好中心孔，精磨的工件应研磨好中心孔，并加好润滑油。
（2）在两顶尖间装夹轴类工件时，装夹前要调整尾座，使两顶尖轴线重合。
（3）在内、外圆磨床上磨削易变形的薄壁工件时，夹紧力要适当，在精磨时应适当放松夹紧力。
（4）在内、外圆磨床上磨削偏重工件，装夹时应加好配重，保证磨削时的平衡。
（5）在外圆磨床上用尾座顶尖顶紧工件磨削时，其顶紧力应适当，磨削时还应根据工件的涨缩情况调整顶紧力。
（6）在外圆磨床上磨削细长轴时，应使用中心架并应调整好中心架与床头架、尾座的同轴度。
（7）在平面磨床上用磁盘吸住磨削支承面较小或较高的工件时，应在适当位置增加挡铁，以防磨削时工件飞出或倾倒。
2、砂轮的选用和安装（1）根据工件的材料、硬度、精度和表面粗糙度的要求，合理选用砂轮牌号。
（2）安装砂轮时，不得使用两个尺寸不同或不平的法兰盘，并应在法兰盘与砂轮之间放入橡皮、牛皮等弹性垫。
（3）装夹砂轮时，必须在修砂轮前后进行静平衡，并在砂轮装好后进行空运转试验。
（4）修砂轮时，应不间断地充分使用切削液，以免金钢钻因骤冷、骤热而碎裂。
3、磨削加工（1）磨削工件时，应先开动机床，根据室温的不同，空转的时间一般不少于5min，然后进行磨削加工。
（2）在磨削过程中不得中途停车，要停车时，必须先停止进给退出砂轮。
（3）砂轮使用一段时间后，如发现工件产生多棱形振痕，应拆下砂轮重新校平衡后再使用。
（4）在磨削细长轴时，不应使用切入法磨削。
（5）在平面磨床上磨削薄片工件时，应多次翻面磨削。
（6）由干磨转湿磨或由湿磨转干磨时，砂轮应空转2min左右，以散热和除去水分。
（7）在无心磨床上磨削工件时，应调整好砂轮与导轮夹角及支板的高度，试磨合格后方可磨削工件。
（8）在立轴平面磨床上及导轨磨床上采用端面磨削精磨平面时，砂轮轴必须调整到与工作台垂直或与导轨移动方向垂直。
切削加工技术综述
切削加工技术综述切削加工技术是一种通过物理力学原理和工具与工件之间的相对运动来改变工件形状和尺寸的方法。
它是制造业中最常用的一种加工方法，广泛应用于各个领域，如机械、汽车、航空航天等。
切削加工技术的基本原理是利用切削工具对工件进行削除材料的操作，以达到所需的形状和尺寸。
切削工具一般由硬质材料制成，如高速钢、硬质合金等，具有较高的硬度和耐磨性。
在切削加工过程中，切削工具与工件之间的相对运动产生剪切力，使工件表面的材料被削除，从而形成所需的形状。
切削加工技术包括多种方法，常见的有车削、铣削、钻削、刨削等。
车削是利用车床上的主轴和刀具对工件进行旋转切削的方法，常用于加工圆柱形工件。
铣削是通过铣床上的刀具进行旋转切削的方法，常用于加工平面和复杂曲面形状的工件。
钻削是利用钻床上的钻头对工件进行旋转切削的方法，常用于加工孔洞。
刨削是利用刨床上的刀具对工件进行直线切削的方法，常用于加工平面和棱角。
切削加工技术的优点是加工精度高、表面质量好、适用于各种材料和形状的工件。
然而，切削加工也存在一些限制和挑战。
首先，切削加工需要专业的设备和工具，成本较高。
其次，切削加工过程中产生的切屑和废料需要处理和清理，对环境造成一定影响。
此外，切削加工对工件的形状和尺寸有一定限制，无法加工过于复杂和小尺寸的工件。
随着科技的不断进步，切削加工技术也在不断发展。
近年来，随着数控技术的应用，切削加工实现了自动化和智能化，提高了加工效率和精度。
同时，切削工具的材料和结构也得到了改进和创新，提高了切削效果和工具寿命。
切削加工技术的发展为制造业的进步和发展提供了坚实的基础。
切削加工技术是一种重要的制造工艺，具有广泛的应用前景和发展空间。
随着科技的不断进步，切削加工技术将会更加高效、精确和智能化，为制造业的发展做出更大贡献。
同时，我们也需要不断学习和掌握新的切削加工技术，以适应市场需求和技术发展的变化。
机械加工的工艺原理是
机械加工的工艺原理是
机械加工是利用机械设备对工件进行切削、磨削、拔拉、钻削等加工过程的技术。
其工艺原理主要包括以下几个方面：
1. 切削原理：利用刀具与工件之间的相对运动，以切削刃对工件进行削除材料的操作。
刀具通过推刀进给或工件旋转提供所需的运动，切削刃将工件上的材料削除，形成所需的形状和尺寸。
2. 磨削原理：利用磨料颗粒在工件表面的相对运动，将磨削粒子对工件材料的切削和磨擦作用，使工件表面达到所要求的精度和光洁度。
3. 拔拉原理：通过拔拉设备，将工件在规定的力下进行拉伸，使其形成所需的形状，如拉制金属线材和伸长钢材等。
4. 钻削原理：通过旋转运动和向前进给的力，通过刀具的刃部对工件进行孔洞加工，同时将削屑排除。
总的来说，机械加工的工艺原理是通过机械设备对工件进行切削、磨削、拔拉、钻削等操作，以实现工件形状、尺寸和表面质量的加工要求。
整个过程依靠机械设备提供运动和力量，通过切削或磨削等方式将工件的材料削除或变形，从而得到所需的产品或工件。
机械制造工艺之磨削概述
通过调整砂轮转速、切削深度和进给速度等参数，优化磨削力的 大小和方向，提高加工质量和效率。
砂轮磨损与再生
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砂轮磨损
在磨削过程中，砂轮与工件之间的摩擦会导致砂 轮磨损，影响磨削效果和加工精度。
再生技术
为了减少砂轮磨损，采用金刚石或立方氮化硼等 超硬材料对砂轮进行修整和再生，恢复砂轮的磨 削性能。
热影响
冷却技术
为了控制磨削热，采用切削液、喷雾 冷却和油雾冷却等技术，降低工件表 面温度，减少热影响。
磨削热会导致工件表面烧伤、裂纹和 变形等问题，影响工件质量和精度。
磨削力影响及优化
磨削力产生
在磨削过程中，砂轮与工件之间的相互作用力产生磨削力。
磨削力影响
磨削力的大小和方向对工件表面质量、加工精度和砂轮磨损有重 要影响。
磨削的应用领域
01
02
03
机械制造
磨削广泛应用于机械制造 领域，如汽车、航空、能 源、轨道交通等。
精密加工
由于磨削加工精度高，因 此也广泛应用于精密加工 领域，如光学、钟表、医 疗器械等。
难加工材料
对于硬脆、高强度、高精 度要求的难加工材料，磨 削是一种有效的加工方法 。
02
磨削工艺流程
磨料与磨具选择
再生方法
包括在线修整、离线修整和超声波振动修整等方 法，根据不同的加工需求选择合适的再生方法。
06
案例分析
航空发动机叶片磨削工艺
总结词
高精度、高效率
详细描述
航空发动机叶片磨削工艺是机械制造中的重 要环节，要求高精度和高效率。采用先进的 磨削设备和工艺技术，确保叶片的几何形状 、尺寸和表面质量达到设计要求，同时提高 生产效率，降低制造成本。
简述磨削加工
磨削加工1. 磨削加工的概述磨削加工是一种通过研磨工具对工件表面进行切削的加工方法。
它通过切削工具与工件之间的相对运动，在切削、研磨和磨痕的共同作用下，将工件表面不平整层次的高点消除，从而得到平整、光滑的表面。
2. 磨削加工的原理磨削加工的原理是力学切削。
在磨削过程中，磨粒对工件表面的切削作用类似于多个微小切削刃对工件表面的切削作用，因此磨削可以看成是由许多微小切削刃共同作用的切削过程。
3. 磨削加工的分类磨削加工根据磨粒的尺寸和磨粒与工件之间的相对运动情况可以分为不同的类型，主要包括：3.1 粗磨粗磨是指在切削速度较低、磨粒尺寸较大的条件下进行的磨削加工，主要目的是迅速去除工件表面的大量金属，使其达到一定的粗糙度，为后续磨削过程提供条件。
3.2 精磨精磨是指在切削速度适中、磨粒尺寸适当的条件下进行的磨削加工，主要目的是进一步消除工件表面的细小凹坑和凸起，提高工件表面的精度和光洁度。
3.3 超精磨超精磨是指在切削速度较高、磨粒尺寸小的条件下进行的磨削加工，主要用于加工高精度、高光洁度的工件，以提高工件表面的质量。
4. 磨削加工的过程磨削加工通常包括以下几个基本工序：4.1 磨削前准备在进行磨削加工之前，需要对磨削工具进行选择和准备，包括选用合适的磨粒、绑定磨料和磨具、选择适当的磨削液等。
4.2 磨削磨削是磨削加工的核心过程，主要包括以下几个步骤：固定工件，调整磨削参数，启动磨削机床，进行磨削操作。
4.3 表面质量检测在磨削加工完成后，需要对工件表面的质量进行检测。
常用的表面质量检测方法有视觉检测、触觉检测和测量仪器检测等。
4.4 后续处理在完成磨削加工后，还需要进行一些后续处理工序，例如清洗工件、除去残留物和保护处理等，以确保工件表面的质量和性能满足要求。
5. 磨削加工的优点和局限性磨削加工具有以下优点：•可加工具有复杂形状的工件•可加工高硬度材料•可获得高精度的加工结果•可提高工件表面的质量和光洁度然而，磨削加工也存在一些局限性：•生产效率低，加工速度较慢•工艺过程较为复杂，需要一定的技术和经验•磨具和磨料的消耗较大，成本较高6. 磨削加工的应用领域磨削加工在各个制造行业中都得到广泛应用，特别是对高精度、高光洁度的工件加工需求较高的领域，例如：•汽车制造业：发动机缸体、曲轴等零部件的加工•刀具制造业：高精度刀具的生产加工•航空航天业：航空发动机叶片、轴承等零部件的加工•电子制造业：半导体芯片、磁头等精密元件的加工7. 磨削加工的未来发展趋势随着制造技术和加工要求的不断提高，磨削加工也在不断发展和改进。
机械制造技术--磨削加工概述
机械制造技术–磨削加工概述简介磨削加工是机械制造中常用的一种加工方法。
通过磨削将工件的表面剥离，实现工件的加工精度提高和表面质量改善。
磨削加工通常用于硬度较高、形状复杂、精度要求较高的工件加工，如汽车发动机曲轴、齿轮、精密模具等。
磨削加工的原理磨削加工的原理是利用磨削颗粒的高速旋转和工件的间隙之间的相互作用力，使工件表面颗粒被剥离。
磨削加工主要应用砂轮作为磨削工具，通过磨削工具和工件之间的相对运动，实现对工件表面的切削。
砂轮的分类砂轮是磨削加工中常用的磨削工具，根据不同的磨削任务和工件材料，砂轮可以分为不同的类型，包括磨削砂轮、抛光砂轮、磨床砂轮等。
砂轮的选择不仅取决于工件的材料和形状，还取决于磨削的精度要求和表面质量要求。
砂轮的组成和结构砂轮通常由磨削颗粒、结合剂和孔隙三个部分组成。
砂轮的磨削颗粒可以是石英、氧化铝等硬质颗粒，结合剂可以是陶瓷、橡胶、金属等材料，孔隙可以提高砂轮的散热性能和剥离颗粒的能力。
砂轮的结构可以分为两种类型：单层结构和多层结构。
单层结构的砂轮由一层磨削颗粒和结合剂构成，适用于较粗糙的磨削。
多层结构的砂轮由多层磨削颗粒和结合剂构成，适用于较精细的磨削。
磨削加工的过程磨削加工通常包括粗磨、半精磨和精磨三个阶段。
在粗磨阶段，砂轮的颗粒与工件表面进行大范围的剥离，以消除工件的毛刺和大尺寸误差。
在半精磨阶段，砂轮的颗粒与工件表面进行中等范围的剥离，以改善工件的表面质量和减小尺寸误差。
在精磨阶段，砂轮的颗粒与工件表面进行微小范围的剥离，以获得工件的高精度和高表面质量。
磨削加工的优点和局限性磨削加工具有以下优点：1.可以实现高精度和高表面质量的加工。
2.可以加工复杂形状和高硬度的工件。
3.可以控制加工过程中的温度和应变。
然而，磨削加工也有一些局限性：1.加工效率低，加工速度慢。
2.磨削过程中产生的热量和应力可能会导致工件表面的损伤和变形。
3.砂轮的磨损较快，需要经常更换。
磨削加工的应用磨削加工广泛应用于各个行业，特别是需要高精度和高表面质量的领域。
磨削加工技术
微磨削加工技术微磨削加工技术主要分为精密和超精密磨削技术。
1 精密与超精密磨削的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，主要靠对砂轮的精细修整，使用金刚石修整刀具以极小而又均匀的微进给(1O一15 mm／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。
超精密磨削采用较小修整导程和吃刀量修整砂轮，靠超微细磨粒等高微刃磨削作用进行磨削u J。
精密与超精密磨削的机理与普通磨削有一些不同之处。
1)超微量切除。
应用较小的修整导程和修整深度精细修整砂轮，使磨粒细微破碎而产生微刃。
一颗磨粒变成多颗磨粒，相当于砂轮粒度变细，微刃的微切削作用就形成了低粗糙度。
2)微刃的等高切削作用。
微刃是砂轮精细修整而成的，分布在砂轮表层同一深度上的微刃数量多，等高性好，从而加工表面的残留高度极小。
3)单颗粒磨削加工过程。
磨粒是一颗具有弹性支承和大负前角切削刃的弹性体，单颗磨粒磨削时在与工件接触过程中，开始是弹性区，继而是塑性区、切削区、塑性区，最后是弹性区，这与切屑形成形状相符合。
超精密磨削时有微切削作用、塑性流动和弹性破坏作用，同时还有滑擦作用。
当刀刃锋利，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，磨粒切削刃不能切人工件，则产生塑性流动、弹性破坏以及滑擦。
4)连续磨削加工过程。
工件连续转动，砂轮持续切人，开始磨削系统整个部分都产生弹性变形，磨削切人量(磨削深度)和实际工件尺寸的减少量之间产生差值即弹性让刀量。
此后，磨削切人量逐渐变得与实际工件尺寸减少量相等，磨削系统处于稳定状态。
最后，磨削切入量到达给定值，但磨削系统弹性变形逐渐恢复为无切深磨削状态引。
2 精密与超精密磨床的发展精密磨床是精密磨削加工的基础。
当今精密磨床技术的发展方向是高精度化、集成化、自动化。
英国Cranfield大学精密工程公司(CUPE)是较早从事超精研制成功的OAGM2500大型超精密磨床是迄今为止最大的超精密磨削加工设备，主要用于光学玻璃等硬脆材料的超精密磨削加工 J。
超精密切削加工技术
技术发展趋势
1 2
智能化控制
利用传感器和智能算法，实时监测切削过程和工 件表面质量，实现超精密切削加工过程的智能控 制。
复合加工技术
结合多种加工技术，如磨削、抛光和电加工等， 以提高超精密切削加工的效率和表面质量。
3
新材料应用
探索和开发适用于超精密切削加工的新材料，以 提高刀具的耐磨性和工件的表面完整性。
04
超精密切削加工技 术的挑战与解决方 案
技术瓶颈
刀具磨损
超精密切削加工过程中， 刀具与工件的高速摩擦导 致刀具快速磨损，影响加 工精度和效率。
工件表面完整性
超精密切削加工后，工件 表面容易出现微裂纹、残 余应力和加工硬化等表面 完整性问题。
切削液的纯净度
超精密切削加工需要高纯 净度的切削液以减小误差， 但切削液的纯净度控制难 度较大。
应对策略
刀具材料与涂层
采用高硬度、高耐磨性的刀具材料和涂层技术，提高刀具的耐久 性和切削性能。
切削参数优化
根据不同材料和加工条件，优化切削速度、进给速度和切削深度等 参数，以减小刀具磨损和工件表面完整性问题。
切削液纯净度控制
采用高精度过滤设备和检测技术，确保切削液的纯净度满足超精密 切削加工的要求。
精密仪器制造
光学仪器
精密机械
超精密切削加工技术可用于制造高精 度光学仪器，如显微镜、望远镜等， 以提高其成像质量和稳定性。
超精密切削加工技术可用于制造精密 机械，如钟表、精密机床等，以提高 其运动精度和稳定性。
测量仪器
超精密切削加工技术可用于制造高精 度测量仪器，如传感器、测微器等， 以提高其测量准确性和可靠性。
微电子行业
集成电路
超精密切削加工技术可用于制造 集成电路，如芯片、微处理器等，
磨削加工中的陶瓷磨削技术
磨削加工中的陶瓷磨削技术磨削加工在工业生产中是一种非常重要的工艺，它可以使工件的尺寸精度和表面质量得到大幅度的提高。
而陶瓷作为一种重要的磨料材料，能够在磨削加工中发挥重要的作用。
本文将从陶瓷磨削的基本原理入手，探讨陶瓷磨削技术在磨削加工中的应用及其优缺点。
一、陶瓷磨削的基本原理陶瓷磨料具有高硬度、高耐磨性、高化学稳定性等优点，因此在磨削加工中得到了广泛应用。
陶瓷磨料的磨削过程中，主要有微切削和微碾压两种磨削机制。
微切削是指陶瓷磨料刃口与工件表面相互作用产生的削切效应，而微碾压则是指磨料与工件表面相互作用时产生的压力和热量效应。
这两种机制的相互作用会导致工件表面的材料剥落和微观塑性变形，从而达到磨削的目的。
二、陶瓷磨削技术的应用由于陶瓷磨料具有高硬度和高耐磨性的优点，因此它在磨削加工中的应用非常广泛。
下面将从精密磨削、超精密磨削和砂带磨削三个方面来介绍陶瓷磨削技术的应用。
1. 精密磨削精密磨削是一种高度精密的磨削工艺，其目的在于对工件表面进行高精度的加工。
在精密磨削中，陶瓷磨料通常被用作磨盘和砂轮的磨料。
陶瓷磨盘和砂轮能够产生高精度的磨削效果，并能够对工件表面进行光洁度的改善，从而提高工件的使用寿命和使用效果。
2. 超精密磨削超精密磨削是一种高度精密的磨削工艺，其目的在于对工件表面进行超高精度的加工。
在超精密磨削中，陶瓷磨料常常被用作超精密磨削工具的磨料。
陶瓷磨料在超精密磨削中能够产生高精度的磨削效果，并且能够对工件表面进行光洁度的改善，从而提高工件的使用寿命和使用效果。
3. 砂带磨削砂带磨削是一种高效的磨削工艺，其目的在于对工件表面进行快速加工。
在砂带磨削中，陶瓷磨料常被用作砂带的磨料。
陶瓷磨料在砂带磨削中能够产生高效的磨削效果，并且能够对工件表面进行光洁度的改善，从而提高工件的使用寿命和使用效果。
三、陶瓷磨削技术的优缺点陶瓷磨削技术作为一种高效的磨削技术，其优点在于：1. 磨削效率高：陶瓷磨料具有高硬度和高耐磨性的特性，因此能够在磨削中产生高效的磨削效果。
先进磨削技术
因为碳化物系磨料韧性差，易崩碎，难以形成等高的微刃，无论钢 和铸铁的低粗糙度磨削，一般均选用刚玉类磨料。由于低粗糙度磨削是 依靠精细修整获得的微刃进行切削的，因而并不要求有很细的粒度，用 粒度号60#～80#的砂轮，经精细修整，采用微量切削，能获得低于0.1 的表面租糙度。
1.2 缓进给强力磨削
缓进给强力磨削又称为蠕动磨削，这种磨削采用大切深（最大可至 30 mm）和慢进给（0.000 2～0.005 m/s），在—次行程中可切除大量 材料，是近若干年发展起来的一种高效磨削。
其主要特点如下：
（1）因为磨削深度大，所以砂轮与工件的接触长度要比普通磨削大 几倍甚至十几倍，因而同时参加切除金属的磨粒数大为增加，加之由于 往复次数的减少，提高了生产效率。
先进磨削技术
近20多年来，磨削加工在高精度、高表面质量和高效率的发展 方向，取得了很大的进展，不少先进技术已在生产中逐渐趋向实用。 下面介绍几种比较成熟的先进磨削技术。
1.1 低粗糙度磨削技术
一般把能获得表面粗糙度低于0.1 的磨削称为低粗糙度磨削。
1.低粗糙度面的形成
用很小的修整用量对砂轮作精细修整，使每个磨粒上形成若干微刃， 从而使砂轮表面单位面积上的有效切削刃数成倍地增加。微刃要求有较 高的等高性。砂轮经精细修整并磨削一段时间后，微刃的切削作用减弱， 摩擦抛光作用加强，等高性更为良好。上述因素综合作用的结果，形成 了低粗糙度的表面。
（2）由于工件进给速度极低，使得单个磨粒的切削厚度极薄，从而 使得负荷较小，磨粒不易磨损。工件表面粗糙度可达0.4 。
（3）因为工件与砂轮的接触面积大，为防止磨削烧伤，要选用粒度 粗、硬度低、组织疏松的砂轮，而且要使用流量大，压力高的冷却冲洗 系统。
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切削磨削加工技术
意义：是零件制造的主要手段。
1.加工机理研究
1)加工变形
(1)现象：
✓物理模型：三个变形区
I变形区：初始剪切变形
II变形区：前刀面与切屑接触区，剧烈剪切滑移变形
III变形区：后刀面与工件新表面接触区，剪切滑移变形，
✓II，III变形区中又分为粘结区和滑动区
✓滑动区切削运动实质：是工件(切屑)材料内部的剪切滑移变形，而刀－屑和刀－工界面上则发生滞留现象
(2)特点：
✓强塑性变形，相对滑移ε >600
✓受力区小，应力梯度大，
✓加热区小，温度梯度大，数百～上千︒C/mm
2)切削力
3)切削热
热电偶，红外点温仪，红外热像仪－各自优缺点
4)磨损破损
测量：
非实时(直接)：显微镜
实时(间接)：测力、AE
用途：
切削过程实时监测，自适应控制
5)计算机仿真技术的应用
数值方法解决复杂数模
有限元对连续问题离散化
计算切削过程：变形、应力场、温度场
2.切削加工技术
车，铣，刨，钻，扩，铰，拉
螺纹加工：攻丝，套扣，车螺纹
齿轮加工：插齿，滚齿，刨齿，剃齿，磨齿
3.刀具技术
1)材料
高速钢：
传统：W18Cr4V(T18)，W6Mo5Cr4V2(M2)
高性能：含钴W2Mo9Cr4VCo8(M42)，高钒W12Mo3Cr4V3N(V3N)，含铝W6Mo5Cr4V2Al，粉末冶金
硬质合金：
传统：
WC－Co，国内YG类，国际K类
WC－TiC－Co，国内YT类，国际P类
WC－TiC－TaC－Co 国内YW类，国际M类
TiC基-Ni-Mo 国内Y N类，国际P类
新型：
细晶粒(微米)，超细晶粒(亚微米)
强化粘接相：添加高熔点金属W、Ta、Nb、Mo、Cr
添加氮化物TiN、AlN
涂层：
TiN，TiC，TiN-TiC，Ti(CN)，Al2O3，金刚石
陶瓷：
氧化铝，氮化硅，Sialon，晶须
超硬：
CBN，
金刚石：单晶，PCD，CVD
C3N4
梯度：
刀具材料的硬－韧矛盾，涂层刀具的界面问题，磨损问题
芯部韧，表面硬
2)结构
可转位－刀杆标准化，高效换刀
断屑槽－切屑控制技术简介－数控机床，自动机床
刀柄标准化－加工中心－自动换刀
4.非传统切削加工
1)加热切削：
原理：温度上升－刀具工件硬度差增大
方法：电接触、乙炔－氧、等离子
2)低温切削：
原理：粘，韧性材料在低温下变脆
方法：
液体制冷：液氮制冷切削液
气体制冷：液体气体直接喷向切削区
固体制冷：将工作台、卡盘制冷后夹持工件进行加工
电子冷冻：利用热电偶逆效应产生低温
3)振动切削：
效果：
平均温度、平均力降低
刀具离开切削区，形成保护膜
减小塑性变形、提高加工质量
有利于排屑
方法：
低频：机械、电磁、液压
高频：超声－换能－变幅－工作头
4)滚切切削：
自滚切
原理：切向分力（图）
效果：提高耐用度
驱动滚切
原理：（图示）
效果：减小切削力
5)特种润滑剂辅助切削：
固体：低熔点金属，MoS2，石墨
使用方法：粘涂、喷涂、电镀
气体：
惰性气体：用于加工化学活性高的材料如钛合金
氧气：易于生成氧化物膜，减小摩擦、保护刀具
真空：用于加工化学活性高的材料，如钛合金铝合金
环保润滑剂：
微量润滑
水蒸气
干切削
5.磨具
1)普通磨具（砂轮）
(1)磨料
氧化铝：钢铁
碳化硅：有色金属，非金属
CBN：钢铁，镍基合金
金刚石：硬质合金，非金属(玻璃，陶瓷，石材)
(2)结合剂
陶瓷：耐热、耐腐蚀、耐潮、刚性高、韧性差、气孔率高、应用广泛
金属：强度、韧性好、自砺性差、型面保持好，用于超硬磨料砂轮
树脂：弹性、自砺性好，耐热性、耐蚀性差，用于超精磨、抛光
橡胶：弹性、自砺性更好，耐热性、耐蚀性更差，用于片砂轮，导轮
2)电镀磨具
胎具＋磨料→镀铜＋镀镍→磨料、胎具基体机械结合
制造非标专用磨具
3)钎焊磨具
高温钎焊→实现磨料、胎具基体的化学冶金结合
承受重载、高效磨削
4)柔性磨具（砂带）
软基体（纺织品）＋粘接剂＋单层磨粒
静电植砂：使磨粒带静电，在静电场作用下磨粒定向排列，最尖端向外6.磨削技术
1)刚性磨具磨削：
外圆磨，内圆磨，平面磨，立磨，工具磨，曲线磨，导轨磨等
2)柔性磨具磨削
(1)砂带磨
设备：砂带＋接触轮＋张紧轮＋动力＋床身
用途：粗磨轧坯、型面磨削、宽砂带大平面加工
特点：效率高、温度低、不需修整
(2)页轮抛光
(3)毡轮抛光
3)珩磨
磨具：砂条＋珩磨头（图示）
加工运动：轴向＋周向
用途：孔精加工，改善表面质量，不纠正位置误差
4)研磨
磨具：离散磨粒
加工运动：公转＋自转（图示）
5)磨削技术新进展
(1)缓进深磨
普通磨削：磨削深度零点几毫米，进给速度几～十几米/分
缓进深磨：磨削深度几～十几毫米，进给速度0.005-0.3m/min 冲击小，型面保持好，用于高效磨削形面，如发动机叶片榫槽
效率高，无空行程
要求采用组织疏松的砂轮，强力冷却
(2)高速磨削
普通磨削：速度15~30m/s，
高速磨削：速度120 m/s
提高效率，质量
要求采用强力冷却
(3)复杂型面磨削
靠简单磨具和复杂数控运动磨削复杂型面
(4)高精度研抛
抛光：用柔性磨具进行磨削加工(布轮，砂带轮)
特点：去除量很小，加工表面完整性很好，无表面变质层。