精密磨削和超精密磨削(精密加工PPT讲义
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
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
2020/10/16
h
1
第1节 概述
金刚石刀具主要是对铝、铜及其合金等 材料进行超精密切削，而对于黑色金属、 硬脆材料的精密与超精密加工，则主要 是应用精密和超精密磨料加工。
超精密砂带磨削：砂带粒度W28～W3，加
2020/10/16 工精度0.1μm，Ra0.025～h 0.008μm。
4
砂轮粒度
2020/10/16
h
5
2020/10/16
h
6
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。
精密和超精密砂带磨削
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，得加工精度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;
普通磨具硬度低表示磨粒易脱落。 超硬磨具无硬度项指标。
高速回转时，抵抗因离心力的作用而自 身破碎的能力。
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，金属结合
剂磨具多采用铁或铜合金；树脂结
合剂磨具采用铝及合金或电木；陶
瓷结合剂磨具多采用陶瓷。
2020/10/16
一、精密磨削机理
精密磨削主要靠砂轮的精细修整，使磨粒具有微刃性和等高性，磨削后， 被加工表面留下大量极微细的磨削痕迹，残留高度极小，加上无火花磨 削阶段的作用，获得高精度和小表面粗糙度表面。磨削机理归纳为如下几点： 1. 微刃的微切削作用 用较小的修整速度和修整深度精细修整砂轮，使磨粒微细破碎而产生微刃 2. 微刃的等高切削作用 分布在砂轮表层的同一深度上的微刃数量多、等高性好，使加工表面的残 留高度极小。 3. 微刃的滑挤、摩擦、抛光作用 锋利的微刃随时间钝化，等高性得到改善。磨削区的高温使金属软化， 钝化20微20/刃10/1的6 滑擦和挤压将工件表面凸峰h辗平，表面粗糙度数值减小。 15
h
13
第1节 概述
三、精密和超精密涂覆磨具
涂覆方法
重力落砂法
一般砂纸、纱 布均用此法
2020/10/16
涂覆法
一般塑料膜材料的基底 砂带都用此法。精密和 超精密加工中所用的涂 覆磨具多用涂覆法制作。
静电植砂法
沙粒尖端朝上，砂带切
h
削 性 强 ， 等 高 性 好 ，14 加
工质量好。
第2节 精密磨削
2020/10/16
h
17
第2节 精密磨削
三、精密磨削时的砂轮修整
修整器低于砂轮中心 0.5-1.5mm，向上 倾斜10°-15°（此
时金刚石受力小，使 用寿命长）
砂轮修整是精密磨削的关键，有单粒金刚石修整、
金刚石粉末烧结型修整器修整和金刚石超声波修
整等。
砂轮的修整用量有修整速度、修整深度、修整次
第2节 精密磨削
二、精密磨削砂轮选择
精密磨削时所用砂轮的选择以易产生和保持微刃及其 等高性为原则。
磨削钢件及铸铁件时，采用刚玉磨料（韧性较高、能 保持微刃性和等高性）较好，单晶刚玉最好，白刚玉、 铬刚玉应用最普遍。碳化硅磨料韧性差，颗粒呈针片状， 修整时难以形成等高性好的微刃，磨削时，微刃易产生 微细破裂，不易保持微刃性和等高性。
所谓精密和超精密磨料加工，就是利用 细粒度的磨粒和微粉对黑色金属、硬脆 材料等进行加工，以得到高加工精度和 低表面粗糙度值。
2020/10/16
h
2
第1节 概述
一、精密和超精密磨料加工方法分类
2020/10/16
h
3
第1节 概述
一、精密和超精密加工磨料分类
固结磨料加工
精密和超精密砂轮磨削
将磨料或微粉与结合剂粘合 在一起，形成一定的形状并 具有一定强度，再采用烧结、 粘接、涂敷等方法形成 砂轮、砂条、油石、砂 带等磨具。
h
10
第1节 概述
三、精密和超精密涂覆磨具
涂覆磨具分类
2020/10/16
h
11
第1节 概述
三、精密和超精密涂覆磨具
2020/10/16
h
12
第1节 概述
三、精密和超精密涂覆磨具
涂覆磨料及粒度
棕刚玉、白刚玉、铬刚玉、锆 刚玉、黑色碳化硅、绿色碳化硅、 氧化铁、人造金刚石等。 涂覆磨料的粒度无论磨粒还是 微粉，都用P字粒度号表示。
普通磨具中磨料的含量用组织表示，超硬磨具中磨料的
含量用浓度表示。成形磨削、沟槽磨削、宽接触面平面
磨削选用高质量浓度；半精磨、精磨选用细粒度、中质
量浓度；高精度、低表面粗糙度值的精密磨削和超精密
2020/10/16 磨削选用细粒度、低质量浓h 度。
9
第1节 概述
二、精密和超精密砂轮磨料磨具
硬度及其选择 磨具的强度
2020/10/16
h
7
第1节 概述
二、精密和超精密砂轮磨料磨具
磨料及其选择
2020/10/16
h
8Βιβλιοθήκη Baidu
第1节 概述
二、精密和超精密砂轮磨料磨具
磨料粒度及其选择 结合剂及其选择
多选用180＃～240＃普通 磨料、170/200～325/400 超硬磨料的磨粒和各种
粒度的微粉。
组织和浓度及其选择
将磨料粘合在一起，形成一定的形状，并 有一定的强度。 树脂结合剂、陶瓷结合剂和金属结合剂
2020/10/16
h
16
第2节 精密磨削
二、精密磨削砂轮选择
砂轮的粒度可选择粗粒度和细粒度两类。粗粒度经过 精细修整，微刃切削作用是主要的；细粒度经过精细修 整，半钝态微刃在适当压力下与工件表面的摩擦抛光作 用比较显著，可以得到质量更高的加工表面和砂轮使用 寿命。
结合剂选择树脂类较好，加入石墨填料可加强摩擦抛 光作用。对粗粒度砂轮也可用陶瓷结合剂，加工效果也 不错。
粘接剂
2020/10/16
又称胶，作用是将砂粒牢固地粘接在基底上。
动物胶：皮胶、明胶、骨胶等。用于轻切削的干磨
和油磨。（溶于水）
树脂：醇酸树脂、胺基树脂、尿醛树脂、酚醛树脂
等。用于难磨材料或复杂形面的磨削或抛光。（易 溶于有机溶剂）
高分子化合物：聚醋酸乙稀酯。用于精密磨削。 （粘接性能好、耐湿、有弹性，成本高）
数和光修次数。修整速度越小工件表面粗糙度
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
2020/10/16
h
1
第1节 概述
金刚石刀具主要是对铝、铜及其合金等 材料进行超精密切削，而对于黑色金属、 硬脆材料的精密与超精密加工，则主要 是应用精密和超精密磨料加工。
超精密砂带磨削：砂带粒度W28～W3，加
2020/10/16 工精度0.1μm，Ra0.025～h 0.008μm。
4
砂轮粒度
2020/10/16
h
5
2020/10/16
h
6
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。
精密和超精密砂带磨削
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，得加工精度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;
普通磨具硬度低表示磨粒易脱落。 超硬磨具无硬度项指标。
高速回转时，抵抗因离心力的作用而自 身破碎的能力。
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，金属结合
剂磨具多采用铁或铜合金；树脂结
合剂磨具采用铝及合金或电木；陶
瓷结合剂磨具多采用陶瓷。
2020/10/16
一、精密磨削机理
精密磨削主要靠砂轮的精细修整，使磨粒具有微刃性和等高性，磨削后， 被加工表面留下大量极微细的磨削痕迹，残留高度极小，加上无火花磨 削阶段的作用，获得高精度和小表面粗糙度表面。磨削机理归纳为如下几点： 1. 微刃的微切削作用 用较小的修整速度和修整深度精细修整砂轮，使磨粒微细破碎而产生微刃 2. 微刃的等高切削作用 分布在砂轮表层的同一深度上的微刃数量多、等高性好，使加工表面的残 留高度极小。 3. 微刃的滑挤、摩擦、抛光作用 锋利的微刃随时间钝化，等高性得到改善。磨削区的高温使金属软化， 钝化20微20/刃10/1的6 滑擦和挤压将工件表面凸峰h辗平，表面粗糙度数值减小。 15
h
13
第1节 概述
三、精密和超精密涂覆磨具
涂覆方法
重力落砂法
一般砂纸、纱 布均用此法
2020/10/16
涂覆法
一般塑料膜材料的基底 砂带都用此法。精密和 超精密加工中所用的涂 覆磨具多用涂覆法制作。
静电植砂法
沙粒尖端朝上，砂带切
h
削 性 强 ， 等 高 性 好 ，14 加
工质量好。
第2节 精密磨削
2020/10/16
h
17
第2节 精密磨削
三、精密磨削时的砂轮修整
修整器低于砂轮中心 0.5-1.5mm，向上 倾斜10°-15°（此
时金刚石受力小，使 用寿命长）
砂轮修整是精密磨削的关键，有单粒金刚石修整、
金刚石粉末烧结型修整器修整和金刚石超声波修
整等。
砂轮的修整用量有修整速度、修整深度、修整次
第2节 精密磨削
二、精密磨削砂轮选择
精密磨削时所用砂轮的选择以易产生和保持微刃及其 等高性为原则。
磨削钢件及铸铁件时，采用刚玉磨料（韧性较高、能 保持微刃性和等高性）较好，单晶刚玉最好，白刚玉、 铬刚玉应用最普遍。碳化硅磨料韧性差，颗粒呈针片状， 修整时难以形成等高性好的微刃，磨削时，微刃易产生 微细破裂，不易保持微刃性和等高性。
所谓精密和超精密磨料加工，就是利用 细粒度的磨粒和微粉对黑色金属、硬脆 材料等进行加工，以得到高加工精度和 低表面粗糙度值。
2020/10/16
h
2
第1节 概述
一、精密和超精密磨料加工方法分类
2020/10/16
h
3
第1节 概述
一、精密和超精密加工磨料分类
固结磨料加工
精密和超精密砂轮磨削
将磨料或微粉与结合剂粘合 在一起，形成一定的形状并 具有一定强度，再采用烧结、 粘接、涂敷等方法形成 砂轮、砂条、油石、砂 带等磨具。
h
10
第1节 概述
三、精密和超精密涂覆磨具
涂覆磨具分类
2020/10/16
h
11
第1节 概述
三、精密和超精密涂覆磨具
2020/10/16
h
12
第1节 概述
三、精密和超精密涂覆磨具
涂覆磨料及粒度
棕刚玉、白刚玉、铬刚玉、锆 刚玉、黑色碳化硅、绿色碳化硅、 氧化铁、人造金刚石等。 涂覆磨料的粒度无论磨粒还是 微粉，都用P字粒度号表示。
普通磨具中磨料的含量用组织表示，超硬磨具中磨料的
含量用浓度表示。成形磨削、沟槽磨削、宽接触面平面
磨削选用高质量浓度；半精磨、精磨选用细粒度、中质
量浓度；高精度、低表面粗糙度值的精密磨削和超精密
2020/10/16 磨削选用细粒度、低质量浓h 度。
9
第1节 概述
二、精密和超精密砂轮磨料磨具
硬度及其选择 磨具的强度
2020/10/16
h
7
第1节 概述
二、精密和超精密砂轮磨料磨具
磨料及其选择
2020/10/16
h
8Βιβλιοθήκη Baidu
第1节 概述
二、精密和超精密砂轮磨料磨具
磨料粒度及其选择 结合剂及其选择
多选用180＃～240＃普通 磨料、170/200～325/400 超硬磨料的磨粒和各种
粒度的微粉。
组织和浓度及其选择
将磨料粘合在一起，形成一定的形状，并 有一定的强度。 树脂结合剂、陶瓷结合剂和金属结合剂
2020/10/16
h
16
第2节 精密磨削
二、精密磨削砂轮选择
砂轮的粒度可选择粗粒度和细粒度两类。粗粒度经过 精细修整，微刃切削作用是主要的；细粒度经过精细修 整，半钝态微刃在适当压力下与工件表面的摩擦抛光作 用比较显著，可以得到质量更高的加工表面和砂轮使用 寿命。
结合剂选择树脂类较好，加入石墨填料可加强摩擦抛 光作用。对粗粒度砂轮也可用陶瓷结合剂，加工效果也 不错。
粘接剂
2020/10/16
又称胶，作用是将砂粒牢固地粘接在基底上。
动物胶：皮胶、明胶、骨胶等。用于轻切削的干磨
和油磨。（溶于水）
树脂：醇酸树脂、胺基树脂、尿醛树脂、酚醛树脂
等。用于难磨材料或复杂形面的磨削或抛光。（易 溶于有机溶剂）
高分子化合物：聚醋酸乙稀酯。用于精密磨削。 （粘接性能好、耐湿、有弹性，成本高）
数和光修次数。修整速度越小工件表面粗糙度