2第二章精密讲义磨削加
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磨削加工 ppt课件
120# 150# 180# 220# 240# 精磨, 精密磨, 超精磨,成型磨,刀具刃磨,珩
磨
W63 W50 W40 W28
精磨, 精密磨, 超精磨,珩磨,螺纹磨
微 W20 W14 W10 W7 W5 W3.5 超精密磨,镜面磨,精研,加工表面粗糙度可
粉 W2.5 W1.5 W1.0 W0.5
达Ra 0.05~0.012μm
ppt课件
5
1、外圆磨床
主要用于磨削内,外圆柱和圆锥表面,也能磨阶梯 轴的轴肩和端面,可获得IT6-IT7及精度Ra在1.25-0.08μm之间。
外圆磨床的主要类型有：普通外圆磨床、万能外 圆磨床，无心外圆磨床、宽砂轮外圆磨床和端面外圆 磨床等 。
主参数: 最大磨削直径的十分之一。
ppt课件
6
外圆磨床
磨削加工
教学目的:
通过本节课的学习，掌握磨削的特点， 了解磨床的主要类型及特点，能根据工件 形状、材料、精度等方面的要求，合理地 选择磨削方法及磨具。
重点和难点：
磨具的选用、常见磨削加工的类型和特点。
ppt课件
1
磨削加工特点
（1）加工余量少，加工精度高。一般磨削可获得 IT5～7级精度，表面粗糙度可达Ra0.2～1.6um。
（2）磨削加工范围广
各种表面：内外圆表面、圆锥面、平面、齿面、螺旋面 各种材料：普通塑性材料、铸件等脆材、淬硬钢、硬质
合金、宝石等高硬度难切削材料。
ppt课件
2
主要加工范围及方法
ppt课件
3
磨削加工特点
（3）磨削速度高、耗能多，切削效率低，磨削温度 高，工件表面易产生烧伤、残余应力等缺陷。
（4）砂轮有一定的自锐性。
磨削加工课件
磨削加工
教学目的:
通过本节课的学习，掌握磨削的特点， 了解磨床的主要类型及特点，能根据工件 形状、材料、精度等方面的要求，合理地 选择磨削方法及磨具。
重点和难点：
磨具的选用、常见磨削加工的类型和特点。
磨削加工特点
1 加工余量少，加工精度高。一般磨削可获得 IT5 ～7级精度，表面粗糙度可达Ra0.2～1.6um。
磨粒率 (%) 62 60 58 56 54 52 50 48 46 44 42 40 38 36 34
分类
紧密类
中等
疏松类
用途
成型磨削, 精密 磨削
磨削淬火钢, 刀具 刃磨
磨削韧性大而硬度不 高材料
磨削热 敏性大 的材料
31
常用砂轮的形状、代号及用途举例
砂轮种类 形状代号
平形砂轮
P
双斜边砂轮 OSX
形状—尺寸—磨料—粒度号—硬度—组织号—结合剂 —最高线速度
形状
白刚玉 硬度 结合剂
例： P300×30×75WA60L6V35
外径×厚度×内径
粒度号 组织号 最高 线速度
砂轮的修整
磨损表现为磨耗磨损和破碎磨损。自锐性有限， 应及时修整，保证砂轮有合理使用寿命，否则引起振 动、Ra值增大、表面烧伤或裂纹等。
紧密组织 成形性好，加工质量高，适于成形磨、 精密磨削和强力磨削。
中等组织 适于一般磨削工作，如淬火钢、刀具刃 磨等。
疏松组织 不易堵塞砂轮，适于粗磨、磨软材、磨 平面、内圆等接触面积较大时，磨削热敏感性强的材 料或薄件。
砂轮特性及用途选择5—砂轮的组织
组织号 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
取决于结合剂的结合能力及所占比例，与磨料硬 度无关。硬度高，磨料不易脱落；硬度低，自锐性好。
教学目的:
通过本节课的学习，掌握磨削的特点， 了解磨床的主要类型及特点，能根据工件 形状、材料、精度等方面的要求，合理地 选择磨削方法及磨具。
重点和难点：
磨具的选用、常见磨削加工的类型和特点。
磨削加工特点
1 加工余量少，加工精度高。一般磨削可获得 IT5 ～7级精度，表面粗糙度可达Ra0.2～1.6um。
磨粒率 (%) 62 60 58 56 54 52 50 48 46 44 42 40 38 36 34
分类
紧密类
中等
疏松类
用途
成型磨削, 精密 磨削
磨削淬火钢, 刀具 刃磨
磨削韧性大而硬度不 高材料
磨削热 敏性大 的材料
31
常用砂轮的形状、代号及用途举例
砂轮种类 形状代号
平形砂轮
P
双斜边砂轮 OSX
形状—尺寸—磨料—粒度号—硬度—组织号—结合剂 —最高线速度
形状
白刚玉 硬度 结合剂
例： P300×30×75WA60L6V35
外径×厚度×内径
粒度号 组织号 最高 线速度
砂轮的修整
磨损表现为磨耗磨损和破碎磨损。自锐性有限， 应及时修整，保证砂轮有合理使用寿命，否则引起振 动、Ra值增大、表面烧伤或裂纹等。
紧密组织 成形性好，加工质量高，适于成形磨、 精密磨削和强力磨削。
中等组织 适于一般磨削工作，如淬火钢、刀具刃 磨等。
疏松组织 不易堵塞砂轮，适于粗磨、磨软材、磨 平面、内圆等接触面积较大时，磨削热敏感性强的材 料或薄件。
砂轮特性及用途选择5—砂轮的组织
组织号 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
取决于结合剂的结合能力及所占比例，与磨料硬 度无关。硬度高，磨料不易脱落；硬度低，自锐性好。
磨削培训第二章
轴承磨削技术培训 外圆无心磨削的特点
①工件中心不固定。磨削过程中工件中心 的位置随着工件的转动，在径向平面内是 不固定的。 ②外圆自定位 ：形状误差→定位误差→ 加工误差（得不到理想的真圆，但可均匀 的去除余量，可减小加工误差）
③磨削区工件运动的稳定性主要受导轮影 响，易实现自动化。
轴承磨削技术培训
轴承磨削技术培训
内圆磨削方式
轴承磨削技术培训
1、内圆磨削方法及特点
纵磨法，无心磨削，主动测量． 磨削时，工件径向进给，砂轮除旋转外轴向往复移动， 在粗进给和精进给磨削之间，往往需要修整砂轮。修整 时，砂轮退出内孔并在修整器位置往复运动一次，修整 器就在砂轮表面去除一层磨料。每修整一次砂轮，就必 须有一补偿进给量 与外圆磨削相比其特点： ①砂轮轴刚度低：弯曲磨削﹑易振动． ②磨削接触面积大：产热多，冷却液不易进入磨削区， 排屑困难． ③砂轮直径小：转速高，易钝化，修整多．
轴承磨削技术培训
试磨时产生问题及解决方法 ：
① 工件在砂轮前部或后部被磨的过多或过少，这是由于砂轮有锥度的 缘故 ，这时可用调整修整器角度后重新修整砂轮的方法来消除。对有 些无心磨床来讲，也可以通过调整导轮架下滑板尾部的两个螺钉，使 导轮架偏转一适当角度来解决。 ② 如果发现工件在磨削轮前部与后部火花变化不均匀，如前部很多， 后部很少，或前部少后部多， 这时可以在水平面内微量转动导轮架回 转座，加以调整，直到火花均匀为止。如果发现工件在磨削轮中部火 花多，而前后火花少，或中部火花少，而前后火花多，这时应重新调 整导轮修整器的水平偏角，并重新修整导轮。 ③ 工件时停时转，这时磨出的工件圆度有误差。其原因可能是导轮没 修圆，或导轮旋转偏摆过大所造成。应及时修整导轮或检修导轮主轴， 调整后再试磨。 当确认为被磨削的工件完全达到技术要求后，才能成批投入生产。 并按各工序所分配的余量、进行粗精磨。
第2章精密磨削加工
根据涂覆磨具基底材料、工作条件和用途等不同， 粘结剂又可分为粘结膜、底胶和覆胶。
当基底材料为聚酯、硫化纤维时，为了使底胶能与 基底牢固粘结，要在聚酯膜、硫化纤维布上预先涂 上一层粘结膜，而对于基底材料为纸、布等则不必 预涂粘结膜。Leabharlann 2.1.2 精密磨削加工的分类
有些涂覆磨具采用底胶和覆胶的双层粘结剂结构， 一般取粘结性能较好的底胶和耐热、耐湿、富有 弹性的覆胶，使涂覆磨具性能更好。大多数涂覆 磨具都是单层胶。
精密与特种加工
第2章 精密磨削加工
2.1 概述 2.2 精密磨削加工机理 2.3 精密磨削加工的机床及应用 2.4 超精密磨削加工简介
第2章 精密磨削加工
2.1 概述 Introduction
第2章 精密磨削加工
• 磨削工艺是较早使用的加工工艺方法. • 日常生活也使用此方法. • 磨削工艺本身就是精加工或半精加工. • 我国自动化机床也是从磨床开始的.(20世纪30年代,上海) • 磨削加工机床是世界上加工机床最多的机床,占30%.
2.1.1 概 述
磨削的基本特点
磨削除可以加工铸铁、碳钢、合金钢等一般结 构材料外，还能加工一般刀具难以切削的高硬 度材料，但不宜精加工塑性较大的有色金属工 件。
磨削加工的精度高，表面粗糙度值小。精度可 达 IT5 及 IT5 以 上 ； 表 面 粗 糙 度 值 Ra 为 1.25~0.01µm，镜面磨削时Ra为0.04～0.01µm。
砂轮有自锐作用。在磨削过程中，磨粒的破碎将产 生新的较锋利的棱角，同时由于磨粒的脱落而露出 一层新的锋利的磨粒，它们能够使砂轮的切削能力 得到部分的恢复，这种现象叫做砂轮的自锐作用。
2.1.1 概 述
磨削加工的工艺范围广。磨削不仅可以加工外 圆面、内圆面、平面、成形面、螺纹、齿形等 各种表面，还常用于各种刀具的刃磨。
当基底材料为聚酯、硫化纤维时，为了使底胶能与 基底牢固粘结，要在聚酯膜、硫化纤维布上预先涂 上一层粘结膜，而对于基底材料为纸、布等则不必 预涂粘结膜。Leabharlann 2.1.2 精密磨削加工的分类
有些涂覆磨具采用底胶和覆胶的双层粘结剂结构， 一般取粘结性能较好的底胶和耐热、耐湿、富有 弹性的覆胶，使涂覆磨具性能更好。大多数涂覆 磨具都是单层胶。
精密与特种加工
第2章 精密磨削加工
2.1 概述 2.2 精密磨削加工机理 2.3 精密磨削加工的机床及应用 2.4 超精密磨削加工简介
第2章 精密磨削加工
2.1 概述 Introduction
第2章 精密磨削加工
• 磨削工艺是较早使用的加工工艺方法. • 日常生活也使用此方法. • 磨削工艺本身就是精加工或半精加工. • 我国自动化机床也是从磨床开始的.(20世纪30年代,上海) • 磨削加工机床是世界上加工机床最多的机床,占30%.
2.1.1 概 述
磨削的基本特点
磨削除可以加工铸铁、碳钢、合金钢等一般结 构材料外，还能加工一般刀具难以切削的高硬 度材料，但不宜精加工塑性较大的有色金属工 件。
磨削加工的精度高，表面粗糙度值小。精度可 达 IT5 及 IT5 以 上 ； 表 面 粗 糙 度 值 Ra 为 1.25~0.01µm，镜面磨削时Ra为0.04～0.01µm。
砂轮有自锐作用。在磨削过程中，磨粒的破碎将产 生新的较锋利的棱角，同时由于磨粒的脱落而露出 一层新的锋利的磨粒，它们能够使砂轮的切削能力 得到部分的恢复，这种现象叫做砂轮的自锐作用。
2.1.1 概 述
磨削加工的工艺范围广。磨削不仅可以加工外 圆面、内圆面、平面、成形面、螺纹、齿形等 各种表面，还常用于各种刀具的刃磨。
第二章精密切削加工教材
2019/6/14
精密加工的关键技术
1.精密加工机床：主轴回转精度、工作台直线运动精度以 及刀具微量进给精度
2.金刚石刀具：金刚石晶面选择、刀具刃口锋利性（刀具 刃口圆弧半径）
3.精密切削机理：微量切削过程的特殊性 4.稳定的加工环境：恒温、防振和空气净化 5.误差补偿：根据规律设定补偿，反馈控制系统 6.精密测量技术
2.11 金刚石刀具的设计与制造
1、金刚石刀具切削部分的几何形状
主偏角
后 角
前 角
副偏角
正交平面参考系
刃倾角
2019/6/14
1、金刚石刀具切削部分的几何形状
前角和后角
为增加刀刃的强度，采用较大的刀具楔角，故刀 具的前角、后角都取得较小。 后角： p 50 ~ 80 多采用 50 ~ 60 加工球面和非球面的圆弧修光刃刀具，常取 p 100 前角根据加工材料，切铝、铜合金前角取 00 ~ 50 。
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。
2019/6/14
总结：天然单晶金刚石刀具只能用在机床主轴转 动非常平稳的高精度车床上，否则由于振动金刚 石刀具将会很快产生刀刃微观崩刃。
2019/6/14
2019/6/14
图2-3：图a是刀刃磨损的正 常情况，图b是剧烈磨损情 况，可以看到磨损后成层状， 即刀具磨损为层状微小剥落。 图2-4：图中所示沿切削速 度方向出现磨损沟槽，由于 金刚石和铁、镍的化学和物 理亲和性而产生的腐蚀沟槽。 图2-5：金刚石切削时，若 有微小振动，就会产生刀刃 微小崩刃。
2）刃口半径越小，加工表面变质层的冷硬度越小。
2019/6/14
精密加工的关键技术
1.精密加工机床：主轴回转精度、工作台直线运动精度以 及刀具微量进给精度
2.金刚石刀具：金刚石晶面选择、刀具刃口锋利性（刀具 刃口圆弧半径）
3.精密切削机理：微量切削过程的特殊性 4.稳定的加工环境：恒温、防振和空气净化 5.误差补偿：根据规律设定补偿，反馈控制系统 6.精密测量技术
2.11 金刚石刀具的设计与制造
1、金刚石刀具切削部分的几何形状
主偏角
后 角
前 角
副偏角
正交平面参考系
刃倾角
2019/6/14
1、金刚石刀具切削部分的几何形状
前角和后角
为增加刀刃的强度，采用较大的刀具楔角，故刀 具的前角、后角都取得较小。 后角： p 50 ~ 80 多采用 50 ~ 60 加工球面和非球面的圆弧修光刃刀具，常取 p 100 前角根据加工材料，切铝、铜合金前角取 00 ~ 50 。
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。
2019/6/14
总结：天然单晶金刚石刀具只能用在机床主轴转 动非常平稳的高精度车床上，否则由于振动金刚 石刀具将会很快产生刀刃微观崩刃。
2019/6/14
2019/6/14
图2-3：图a是刀刃磨损的正 常情况，图b是剧烈磨损情 况，可以看到磨损后成层状， 即刀具磨损为层状微小剥落。 图2-4：图中所示沿切削速 度方向出现磨损沟槽，由于 金刚石和铁、镍的化学和物 理亲和性而产生的腐蚀沟槽。 图2-5：金刚石切削时，若 有微小振动，就会产生刀刃 微小崩刃。
2）刃口半径越小，加工表面变质层的冷硬度越小。
2019/6/14
磨削加工PPT课件
二、磨具的特性及其选用
2. 砂轮的特性及选用
砂轮由磨料、结合剂及气孔组成。 砂轮特性决定于 磨料,粒度,结合 剂,硬度,组织及形状尺寸。
主要起切削作用
主要起容屑和冷却作用
主要起粘接作用
18
2. 砂轮的特性及选用
1）砂轮的磨料
取决于工件材料的硬度
磨料应有锋利的形状、高硬度和热硬性、适当的坚韧性。
棕刚玉
选择原则： 一般选用中等组织号的砂轮。
29
2. 砂轮的特性及选用
5）砂轮的组织 取决于容屑空间
组织反映砂轮中磨料、结合剂和气孔三者体积的 比例关系，即砂轮结构的疏密程度，分紧密、中等、 疏松三类13级。
紧密组织 成形性好，加工质量高，适于成形磨、 精密磨削和强力磨削。
中等组织 适于一般磨削工作，如淬火钢、刀具刃 磨等。
疏松组织 不易堵塞砂轮，适于粗磨、磨软材、磨 平面、内圆等接触面积较大时，磨削热敏感性强的材 料或薄件。
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砂轮特性及用途选择5—砂轮的组织
组织号 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
磨粒率 (%)
62
60
58
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42
40
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分类
紧密类
3）磨料粒度
取决于加工表面的粗糙度
以刚能通过的那一号筛网的网号来表示磨料的粒度。
微粉的粒度号：磨粒的直径＜63um时，用磨粒最大尺 寸表示。如W20表示磨粒的直径在20～14um。
粗磨用粗粒度,精磨用细粒度;当工件材料软，塑性大, 磨削面积大时，采用粗粒度，以免堵塞砂轮烧伤工件。
磨削加工PPT
磨削加工基础知识
在刚装上砂轮以及加工过程中工件出现颤纹时需 要粗修砂轮 粗修砂轮：砂轮转速1800-2400，进刀量 粗修砂轮：砂轮转速 ，进刀量0.020.2mm 在精磨工件之前应精修砂轮 精修砂轮：砂轮转速2400-3000,进刀量 进刀量0.001精修砂轮：砂轮转速 进刀量 0.01mm 粗磨工件：砂轮转速2400-3000，进刀量 粗磨工件：砂轮转速 ，进刀量0.020.1mm 精磨工件：砂轮转速2000-2200，进刀量 精磨工件：砂轮转速 ，进刀量0.0010.005mm
外磨削
平面磨削是最常见的 磨削加工
平面磨削
磨削加工工艺
切段差 粗切——46J砂轮粗切并留侧面余量 砂轮粗切并留侧面余量0.08-0.15， 粗切 砂轮粗切并留侧面余量 ， 底面余量0.02-0.03. 底面余量 精切——120J砂轮修底面和侧面，用油漆笔涂底 砂轮修底面和侧面， 精切 砂轮修底面和侧面 缓慢下刀至刚好磨光漆笔，测尺寸后， 面，缓慢下刀至刚好磨光漆笔，测尺寸后，将尺 寸磨到位。 寸磨到位。
磨削加工的应用范围非常广泛， 磨削加工的应用范围非常广泛，可以 加工外圆柱面、外圆锥面、平面、 加工外圆柱面、外圆锥面、平面、成 形面和组合面等， 形面和组合面等，目前磨削主要用于 对工件进行精加工， 对工件进行精加工，
磨削加工基础知识
砂轮是主要的磨削工具。 砂轮是主要的磨削工具。 它是由磨料和黏合剂粘 结在一起焙烧而成的疏 松多孔体，可以粘结成 松多孔体， 各种形状和尺寸。 各种形状和尺寸。 砂轮的磨粒直接担负切 削工作，锋利且坚韧。 削工作，锋利且坚韧。 加工硬材料时用软砂轮； 加工硬材料时用软砂轮； 磨软材料时则用硬砂轮； 磨软材料时则用硬砂轮； 磨削紫铜和黄铜时，要 磨削紫铜和黄铜时， 用力度小的软砂轮。 用力度小的软砂轮。
精密加工技术第二讲ppt课件
:
2.3 切削时积屑瘤的生成规律
三、积屑瘤影响精密加工质量的原因 积屑瘤时现时失、时大时小，使工件表面呈 高低不平，使粗糙度增大、工件尺寸精度降 低。 积屑瘤生长与消失，改变着刀具前角，影响 着刀具在切削过程中的挤压、摩擦和切削能 力，造成工件表面硬度不均匀。 还会引起切削过程振动，加快刀具磨损。
:
降低振动技术
高速精密电 主轴中的陶
瓷轴承
高速精密空 气轴承的电
主轴
:
2.3 切削时积屑瘤的生成规律
一、积屑瘤的生成现象
切削过程中，会出现一 小块金属牢固地粘附住 所用刀具的前刀面上， 这一小块金属就是积屑 瘤。
积屑瘤是在很大的压力、 强烈摩擦和剧烈的金属 变形的条件下产生的
:
2.3 切削时积屑瘤的生成规律
若用130°的金刚石四棱锥作压入头：
HV
18.8P d2
HV-显微硬度(MPa) P-负荷重量(kg)
:
d-凹坑对角线长度(mm)
第2章 金刚石刀具的切削机理 2.2 刀具磨损及其耐用度
美国加州的劳伦斯利弗莫尔国家实验室(Lawrence Livermore National L:aboratory)
:
课堂练习
1. 分析金刚石刀具的超精密切削过程中， 积屑瘤对切削力是如何产生影响的？以 此进一步分析对加工的质量如何产生影 响？ 2何为解理现象？请应用解理现象，解释 说明选择(100)晶面作为金刚石刀具前后 刀面的原因。
:
二、切削参数对积屑瘤生成的影响
1、切削速度的影响
12m/min
62m/min
120m/min
815m/min
:
2.3 切削时积屑瘤的生成规律
精密和超精密磨削技术PPT课件
游离磨 料加工
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。
8
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。
6
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
4
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)
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
4
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)
精密加工技术第二讲
1、金刚石晶体结构
晶体构造
6面体
8面体
12面体
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激光反射形成的衍射图象
通过四个对称顶角的面是（100）晶面
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23
八面体的外表面及其平行面（111）晶面
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24
通过两个对称顶角和两个对称边中点的面是（110）晶面
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25
激光反射形成的衍射图象
（110）
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Байду номын сангаас18
2.3 切削时积屑瘤的生成规律
切削模型分析
实际切削厚度
1）积屑瘤前端R大约 2～3μm，实际切削 力由刃口半径R，切
r0=0.2~0.3 μ m 削刃半径增加导致， 切削力增加明显。
2）积屑瘤与切削层和 已加工表面间的摩擦 力增大，切削力增大。
3）实际切削厚度超过 名义值，切削厚度增 加加。hD-hDu，切削力增
瓷轴承
高速精密空 气轴承的电
主轴
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12
2.3 切削时积屑瘤的生成规律
一、积屑瘤的生成现象
切削过程中，会出现一 小块金属牢固地粘附住 所用刀具的前刀面上， 这一小块金属就是积屑 瘤。
积屑瘤是在很大的压力、 强烈摩擦和剧烈的金属 变形的条件下产生的
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13
2.3 切削时积屑瘤的生成规律
说明：表面粗糙度改变之后，表面磨损还是很小！
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9
第2章 金刚石刀具的切削机理
正常磨损的切削刃
剧烈磨损后刀面
说明：刀具剧烈磨损后，后刀面呈层状剥落！
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10
微小崩刃
发生微小振动之后 的微小崩刃现象！
晶体构造
6面体
8面体
12面体
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22
激光反射形成的衍射图象
通过四个对称顶角的面是（100）晶面
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23
八面体的外表面及其平行面（111）晶面
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24
通过两个对称顶角和两个对称边中点的面是（110）晶面
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25
激光反射形成的衍射图象
（110）
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Байду номын сангаас18
2.3 切削时积屑瘤的生成规律
切削模型分析
实际切削厚度
1）积屑瘤前端R大约 2～3μm，实际切削 力由刃口半径R，切
r0=0.2~0.3 μ m 削刃半径增加导致， 切削力增加明显。
2）积屑瘤与切削层和 已加工表面间的摩擦 力增大，切削力增大。
3）实际切削厚度超过 名义值，切削厚度增 加加。hD-hDu，切削力增
瓷轴承
高速精密空 气轴承的电
主轴
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12
2.3 切削时积屑瘤的生成规律
一、积屑瘤的生成现象
切削过程中，会出现一 小块金属牢固地粘附住 所用刀具的前刀面上， 这一小块金属就是积屑 瘤。
积屑瘤是在很大的压力、 强烈摩擦和剧烈的金属 变形的条件下产生的
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13
2.3 切削时积屑瘤的生成规律
说明：表面粗糙度改变之后，表面磨损还是很小！
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9
第2章 金刚石刀具的切削机理
正常磨损的切削刃
剧烈磨损后刀面
说明：刀具剧烈磨损后，后刀面呈层状剥落！
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10
微小崩刃
发生微小振动之后 的微小崩刃现象！
磨削加工课件
升生产效率。 精磨时，应选用磨粒较细小旳砂轮，以取
得较细旳表面粗糙度。 磨料常用旳粒度号、尺寸及应用范围见表
9-2 。
表9-2 常用磨粒旳粒度、尺寸及应用范围
类别 磨
粒
微粉
粒度号
12~36 46~80 100~280 W40~W28 W20~W14 W10~W5
颗粒尺寸（μm） 应用范围
2023~1600 500~400
3．平面磨削
常见旳平面磨削方式有四种，如图9-5所 示。
图9-5 a、b属于圆周磨削 图9-5 c、d属于端面磨削
常见旳平面磨削方式有 四种，如图9-5所示。
荒磨、打毛刺
400~315 200~160
粗磨 半精磨、精磨
160~125 50~40
半精磨、精磨、珩磨
40~28 28~20
珩磨、研磨
20~14 14~10 10~7 5~3.5
研磨、超精磨削
研磨、超精加工、镜 面磨削
3．结合剂
砂轮旳结合剂将磨粒粘合起来，使砂轮具有一定旳强度、硬度、气孔和抗腐蚀、抗潮湿 等性能。
2．内圆磨削
用砂轮磨削工件内孔旳磨削方式称为内圆磨 削。
（1）磨削措施 1）纵向磨削法如图9-4所示。 2）切入磨削法
（2）裝夹措施 在实际生产中，常采用降低横向进给量，增
长光磨次数等措施来提升内孔旳加工质量。
用砂轮磨削工件内孔旳磨削方式称为内圆磨削。
（1）磨削措施 1）纵向磨削法 这种磨削措施与外圆纵向磨削措施相同，如图9-4所示。
7．其他磨床 涉及珩磨机、研磨机、砂带磨床、超精加工机床、砂轮机等
三、砂 轮
（一） 砂轮旳特征要素与选择 砂轮是用多种类型旳结合剂把磨料粘合起来，经压
得较细旳表面粗糙度。 磨料常用旳粒度号、尺寸及应用范围见表
9-2 。
表9-2 常用磨粒旳粒度、尺寸及应用范围
类别 磨
粒
微粉
粒度号
12~36 46~80 100~280 W40~W28 W20~W14 W10~W5
颗粒尺寸（μm） 应用范围
2023~1600 500~400
3．平面磨削
常见旳平面磨削方式有四种，如图9-5所 示。
图9-5 a、b属于圆周磨削 图9-5 c、d属于端面磨削
常见旳平面磨削方式有 四种，如图9-5所示。
荒磨、打毛刺
400~315 200~160
粗磨 半精磨、精磨
160~125 50~40
半精磨、精磨、珩磨
40~28 28~20
珩磨、研磨
20~14 14~10 10~7 5~3.5
研磨、超精磨削
研磨、超精加工、镜 面磨削
3．结合剂
砂轮旳结合剂将磨粒粘合起来，使砂轮具有一定旳强度、硬度、气孔和抗腐蚀、抗潮湿 等性能。
2．内圆磨削
用砂轮磨削工件内孔旳磨削方式称为内圆磨 削。
（1）磨削措施 1）纵向磨削法如图9-4所示。 2）切入磨削法
（2）裝夹措施 在实际生产中，常采用降低横向进给量，增
长光磨次数等措施来提升内孔旳加工质量。
用砂轮磨削工件内孔旳磨削方式称为内圆磨削。
（1）磨削措施 1）纵向磨削法 这种磨削措施与外圆纵向磨削措施相同，如图9-4所示。
7．其他磨床 涉及珩磨机、研磨机、砂带磨床、超精加工机床、砂轮机等
三、砂 轮
（一） 砂轮旳特征要素与选择 砂轮是用多种类型旳结合剂把磨料粘合起来，经压
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② 浓度有25％，50％，75％，100％和150％五种。 ③ 其含义为超硬磨料的体积占25%时，浓度为100% ； ④ 浓度25％：指单位磨料层体积内含人造金刚石磨粒
1.1克拉（1克拉=0.2克），每增加25％即增加1.1 克拉磨料。 ⑤ 浓度与磨削效率和磨削成本有很大关系。浓度越高， 砂轮的耐磨性和磨削效率越高，但成本增加。
烧结、粘结、涂敷－砂轮、砂带、油石、砂条等
固结磨具 精密磨削60～200目－精度1～0.1μm，Ra0.1以下 超精密磨削：W40（400目）～W5 0.1μm ，Ra0.025 磨料：CBN、金刚石、SiC、Al2O3等
磨料
分类：天然磨料、人造磨料。
天然磨料由于价格昂贵、含杂质多、性质不 均匀，因此，主要用人造磨料做砂轮。
（6）磨具强度 磨具抵抗离心力作用而自身 破碎的能力。限制最高线速度。金刚石砂 轮具有超高的切削速度，可以达到100－
300m/s
（7）磨具的基体材料 金属粘结剂用铁、铜合金； 树脂粘结剂磨具用铝合金、电木 陶瓷粘结剂磨具用陶瓷
树脂粘结剂的金刚石砂轮，铝合金基体
超硬磨料砂轮 (1) 人造金刚石砂轮：由磨料层、过渡层和基体三部分 组成。 磨料层：由人造金刚石磨粒和结合剂组成，其厚度1.5～ 5mm； 过渡层：仅是一层结合剂，是将磨料层与基体连接起来， 同时能充分利用磨料层而不会磨损基体； 基体：是砂轮的主体，基体形状不同，可得到不同型式 的砂轮。通常基体用铝、铜或钢制成。
2.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。
常用涂覆磨具有：砂纸、砂布、砂带、砂盘等
砂盘机
涂覆磨具分类
形状
页状Y
卷状J
环状
带状D
涂
盘状P
覆
基底材料 纸Z
模
棉布B
具
化纤布
塑料膜
复合
工作条件 干磨G
耐水N
① 砂纸、砂带、砂盘、砂布套等 ② 磨料：刚玉、SiC、氧化铁、金刚石
金刚石磨料磨具
树脂粘结剂，常用浓度50-75% 陶瓷粘结剂，常用浓度75-100% 青铜粘结剂，常用浓度100-150% 电镀的质量浓度150-200%
CBN磨料磨具
树脂粘结剂，常用浓度100% 陶瓷粘结剂，常用浓度100-150%
I. 成型磨削、沟槽、宽接触面平面磨削： 浓度高－减少磨具变形
生产中使用的磨料有氧化物（刚玉类）系、 碳化物系和超硬磨料
氧化物系（刚玉类）磨料：比碳化物系磨料韧性好， 但硬度差。因此，用于磨削各种钢类工件
碳化物系磨料：用于磨削铸铁类、黄铜、青铜（脆性 材料）、铝及硬质合金等硬脆工件
超硬磨料
金刚石是最硬的磨料，高弹性模量，导热系 数大、摩擦系数小，适于加工硬质合金、光 学玻璃、陶瓷等硬质材料。但不宜加工铁族 金属，因为它与Fe在高温下化学稳定性差，
3. 高温：磨削热90％左右传给工件、烧伤、微裂 纹－－大量切削液
4. 径向分力最大：振动变形等。光磨
5. 自锐性：磨削过程中，磨粒的破碎将产生新的 锋利的切削刃、同时磨粒的脱离使新的锋利的 磨粒投入切削，从而使得砂轮的切削性能得到 部分恢复。合理利用自锐性 游离磨料加工一样会有这个问题
6. 加工各种表面：平面、内外圆面、成型面
（3）结合剂：树脂B、陶瓷V、金属M、橡胶R 影响砂轮硬度、自锐性、化学稳定性、修整方法等
（4）组织浓度及其选择：
普通砂轮用组织表示磨料的含量
紧密、中等、疏松三个级别
0-3 4-7 8-12
13个小级别
超硬磨料的磨具用浓度表示磨料的含量： 每1cm3体积内超硬磨料的数量
金刚石磨粒
① 浓度：砂轮磨料层中单位体积内，金刚石磨料的含 量。
易磨损。单晶金刚石刀具不宜加工硬脆材料。
细金刚石
美耐皿
立方氮化硼（CBN）
① 硬度仅次于金刚石， ② 但抗热冲击性、 ③ 抗弯强度比金刚石好得多， ④ 可用于磨削高硬度高强度钢等材料。 ⑤ 立方氮化硼易与水反应，生成氨和硼酸，故在
磨削时不易用含水的磨削液。
④ 超硬磨料加工的特点： A. 高硬度： B. 耐用度高：易保证加工的质量，修整次数
2第二章精密磨削加
精品
§2-1 概述
一、磨削加工特点
1. 高硬度：淬火钢、硬质合金、陶瓷、玻璃等非 金属，但不能加工塑性好的有色合金
2. 高质量：Ｒａ0.８以下－－0.0１（0.02～0.01 镜面磨削），ＩＴ５以上 （1）磨粒上锋利的微切削刃，能够切下一层很 薄的金属，切削厚度可以小到数微米； （2）磨床有较高的精度和刚度，并有实现微量 进给机构，可以实现微量切削； （3）磨削的切削速度高，因此，磨削时有很多 切削刃同时参与切削，每个磨刃只切下极细薄 的金属，残留面积的高度小，有利于形成光洁 的表面；
粒度较细：一般用于精密和超精密加工 ③ 粘结剂：底胶、粘结剂、覆胶
I. 动物胶 ：皮胶、骨胶、明胶，易吸潮，价低， 用于干磨，油磨
7. 机床总数的30~40％
分类
磨料加工
固结磨 料加工
游离磨 料加工
砂轮磨削 固结磨具 油石研磨
精密珩磨 砂带磨削 涂覆磨具 砂带研抛 研磨 抛光
砂轮
内圆磨砂轮
超硬磨料砂轮
平形金刚石砂轮
超硬磨料砂轮
碗形金刚石砂轮 碟形金刚石砂轮
磨削各种刀具
砂条 油石
二、精密磨削加工分类
1、固结磨料加工
少 C. 磨削效率高 D. 磨削力小、磨削温度低：应力裂纹烧伤少 E. 加工综合成本低
加工：陶瓷、硬质合金、玻璃、宝石
（2）磨料粒度及其选择：
选择依据：加工质量，生产率等
粗磨料粒度用筛分法测量，分27级F4-F220 微粉磨料粒度分为F系列和J系列 F 230-F1200(F2000) J系列磨粉：#240-#3000（#8000） 超硬磨料：F320-F240到F2000-F1200
II. 半精磨削：中等浓度
III. 精加工：低浓度－防磨具表面堵塞、发 热
（5）硬度及其选择： 超硬磨料磨具硬度高，无硬度指标 软中硬7个级别
① 精密磨削、成型磨削：硬磨具 ② 镜面磨削：软磨具 ③ 材料硬度高：软磨具 ④ 工件导热性差：软磨具 ⑤ 有色合金等软工件材料：软磨具，防止堵塞 ⑥ 内圆、平面磨削，要比外圆磨削用磨具硬度低 ⑦ 接触面积大用软磨具 ⑧ 细粒度的磨具要硬度低，防堵塞
1.1克拉（1克拉=0.2克），每增加25％即增加1.1 克拉磨料。 ⑤ 浓度与磨削效率和磨削成本有很大关系。浓度越高， 砂轮的耐磨性和磨削效率越高，但成本增加。
烧结、粘结、涂敷－砂轮、砂带、油石、砂条等
固结磨具 精密磨削60～200目－精度1～0.1μm，Ra0.1以下 超精密磨削：W40（400目）～W5 0.1μm ，Ra0.025 磨料：CBN、金刚石、SiC、Al2O3等
磨料
分类：天然磨料、人造磨料。
天然磨料由于价格昂贵、含杂质多、性质不 均匀，因此，主要用人造磨料做砂轮。
（6）磨具强度 磨具抵抗离心力作用而自身 破碎的能力。限制最高线速度。金刚石砂 轮具有超高的切削速度，可以达到100－
300m/s
（7）磨具的基体材料 金属粘结剂用铁、铜合金； 树脂粘结剂磨具用铝合金、电木 陶瓷粘结剂磨具用陶瓷
树脂粘结剂的金刚石砂轮，铝合金基体
超硬磨料砂轮 (1) 人造金刚石砂轮：由磨料层、过渡层和基体三部分 组成。 磨料层：由人造金刚石磨粒和结合剂组成，其厚度1.5～ 5mm； 过渡层：仅是一层结合剂，是将磨料层与基体连接起来， 同时能充分利用磨料层而不会磨损基体； 基体：是砂轮的主体，基体形状不同，可得到不同型式 的砂轮。通常基体用铝、铜或钢制成。
2.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。
常用涂覆磨具有：砂纸、砂布、砂带、砂盘等
砂盘机
涂覆磨具分类
形状
页状Y
卷状J
环状
带状D
涂
盘状P
覆
基底材料 纸Z
模
棉布B
具
化纤布
塑料膜
复合
工作条件 干磨G
耐水N
① 砂纸、砂带、砂盘、砂布套等 ② 磨料：刚玉、SiC、氧化铁、金刚石
金刚石磨料磨具
树脂粘结剂，常用浓度50-75% 陶瓷粘结剂，常用浓度75-100% 青铜粘结剂，常用浓度100-150% 电镀的质量浓度150-200%
CBN磨料磨具
树脂粘结剂，常用浓度100% 陶瓷粘结剂，常用浓度100-150%
I. 成型磨削、沟槽、宽接触面平面磨削： 浓度高－减少磨具变形
生产中使用的磨料有氧化物（刚玉类）系、 碳化物系和超硬磨料
氧化物系（刚玉类）磨料：比碳化物系磨料韧性好， 但硬度差。因此，用于磨削各种钢类工件
碳化物系磨料：用于磨削铸铁类、黄铜、青铜（脆性 材料）、铝及硬质合金等硬脆工件
超硬磨料
金刚石是最硬的磨料，高弹性模量，导热系 数大、摩擦系数小，适于加工硬质合金、光 学玻璃、陶瓷等硬质材料。但不宜加工铁族 金属，因为它与Fe在高温下化学稳定性差，
3. 高温：磨削热90％左右传给工件、烧伤、微裂 纹－－大量切削液
4. 径向分力最大：振动变形等。光磨
5. 自锐性：磨削过程中，磨粒的破碎将产生新的 锋利的切削刃、同时磨粒的脱离使新的锋利的 磨粒投入切削，从而使得砂轮的切削性能得到 部分恢复。合理利用自锐性 游离磨料加工一样会有这个问题
6. 加工各种表面：平面、内外圆面、成型面
（3）结合剂：树脂B、陶瓷V、金属M、橡胶R 影响砂轮硬度、自锐性、化学稳定性、修整方法等
（4）组织浓度及其选择：
普通砂轮用组织表示磨料的含量
紧密、中等、疏松三个级别
0-3 4-7 8-12
13个小级别
超硬磨料的磨具用浓度表示磨料的含量： 每1cm3体积内超硬磨料的数量
金刚石磨粒
① 浓度：砂轮磨料层中单位体积内，金刚石磨料的含 量。
易磨损。单晶金刚石刀具不宜加工硬脆材料。
细金刚石
美耐皿
立方氮化硼（CBN）
① 硬度仅次于金刚石， ② 但抗热冲击性、 ③ 抗弯强度比金刚石好得多， ④ 可用于磨削高硬度高强度钢等材料。 ⑤ 立方氮化硼易与水反应，生成氨和硼酸，故在
磨削时不易用含水的磨削液。
④ 超硬磨料加工的特点： A. 高硬度： B. 耐用度高：易保证加工的质量，修整次数
2第二章精密磨削加
精品
§2-1 概述
一、磨削加工特点
1. 高硬度：淬火钢、硬质合金、陶瓷、玻璃等非 金属，但不能加工塑性好的有色合金
2. 高质量：Ｒａ0.８以下－－0.0１（0.02～0.01 镜面磨削），ＩＴ５以上 （1）磨粒上锋利的微切削刃，能够切下一层很 薄的金属，切削厚度可以小到数微米； （2）磨床有较高的精度和刚度，并有实现微量 进给机构，可以实现微量切削； （3）磨削的切削速度高，因此，磨削时有很多 切削刃同时参与切削，每个磨刃只切下极细薄 的金属，残留面积的高度小，有利于形成光洁 的表面；
粒度较细：一般用于精密和超精密加工 ③ 粘结剂：底胶、粘结剂、覆胶
I. 动物胶 ：皮胶、骨胶、明胶，易吸潮，价低， 用于干磨，油磨
7. 机床总数的30~40％
分类
磨料加工
固结磨 料加工
游离磨 料加工
砂轮磨削 固结磨具 油石研磨
精密珩磨 砂带磨削 涂覆磨具 砂带研抛 研磨 抛光
砂轮
内圆磨砂轮
超硬磨料砂轮
平形金刚石砂轮
超硬磨料砂轮
碗形金刚石砂轮 碟形金刚石砂轮
磨削各种刀具
砂条 油石
二、精密磨削加工分类
1、固结磨料加工
少 C. 磨削效率高 D. 磨削力小、磨削温度低：应力裂纹烧伤少 E. 加工综合成本低
加工：陶瓷、硬质合金、玻璃、宝石
（2）磨料粒度及其选择：
选择依据：加工质量，生产率等
粗磨料粒度用筛分法测量，分27级F4-F220 微粉磨料粒度分为F系列和J系列 F 230-F1200(F2000) J系列磨粉：#240-#3000（#8000） 超硬磨料：F320-F240到F2000-F1200
II. 半精磨削：中等浓度
III. 精加工：低浓度－防磨具表面堵塞、发 热
（5）硬度及其选择： 超硬磨料磨具硬度高，无硬度指标 软中硬7个级别
① 精密磨削、成型磨削：硬磨具 ② 镜面磨削：软磨具 ③ 材料硬度高：软磨具 ④ 工件导热性差：软磨具 ⑤ 有色合金等软工件材料：软磨具，防止堵塞 ⑥ 内圆、平面磨削，要比外圆磨削用磨具硬度低 ⑦ 接触面积大用软磨具 ⑧ 细粒度的磨具要硬度低，防堵塞