超精密磨削和镜面磨削汇总

一、技术概述
二、机理和关键设备 ——超精密磨削
1、超精密磨削
二、机理和关键设备
—超精密磨削机理： (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。
二、机理和主要设备 ——超精密磨削
二、机理和主要设备 ——超精密磨削
磨屑形成过程 由于砂轮工作表面形貌特点，其磨粒工作状态有三种： ✓ 第一种：参加切除金属的称为有效磨粒； ✓ 另一种：与切削层金属不接触称无效磨粒； ✓ 第三种：刚好与切削层金属接触，仅产生滑擦而切不下
砂带磨削设备
接触轮形状
砂轮修整
➢ 车削法 ➢ 磨削法 ➢ 滚压挤扎法 ➢ 喷射法 ➢ 电加工法 ➢ 超声振动法
砂轮修整
砂轮修整
砂轮修整
砂轮修整
砂轮修整
二、磨削机理和关键设备
2 、镜面磨削
二、机理和关键设备 ——镜面磨削
• 镜面磨削切屑的形成机理在普通磨削过程 中，由于磨料的形状、粒度的大小不同， 磨料在结合剂中的分布密度及磨料在砂轮 表面的出刃高度是随机分布的，随着砂轮 工作表面高速度运动的磨料切入工件，使 得磨料对工件表面的作用大致分为３种形 式．
砂带与工件柔性接触，磨粒载荷小，且均匀，工件受力、热作 用小，加工质量好（ Ra 值可达 0.02μm）
2) 冷态磨削 (散热时间长、切屑不易堵塞) 3) 高效磨削 (效率为铣削的10倍，为磨削的5倍)
强力砂带磨削，磨削比（切除工件重量与砂轮磨耗重量之比） 高，有“高效磨削”之称
4) 静电植砂，磨粒有方向性，尖端向上，摩擦生热小， 磨屑不易堵塞砂轮，磨削性能好。 5) 制作简单，价格低廉，使用方便。 6) 应用范围广，可用于内外表面及成形表面加工。
磨粒
粘接剂
规格涂层
基带
静电植砂砂带结构
砂带磨削
➢ 砂带磨削的方式
(1) 开式砂带磨削 组成：接触轮、卷带轮、砂带轮、成卷砂带、工件
砂带轮
f-径向振动
硬磁盘—
装在主轴真空 吸盘上
接触轮 F-径向进给
V砂带
砂带磨削示意图
卷带轮
工件 接触轮 主动轮 工件 接触轮 主动轮
接触轮 主动轮
导轮
砂带
a）砂带无心外圆磨削 （导轮式）
➢ 立方氮化硼（CBN）硬度仅次于金刚石，但抗热 冲击性、抗弯强度比金刚石好得多，可用于磨削 高硬度高强度钢等材料。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。
二、机理和主要设备 ——超精密磨削
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，修正次数少 ➢ 磨削温度较低
碗形金刚石砂轮 碟形金刚石砂轮
精密和超精密磨削磨具—磨料及其选择 ✓ 超硬磨料、刚玉系列、碳化硅系列
二、机理和主要设备 ——超精密磨削磨料
✓ 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。
✓ 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：比碳化物系磨料强度、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、软青铜、铝及 硬质合金等硬脆工件。
二、机理和主要设备 ——超精密磨削
➢ 金刚石是最硬的磨料，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，易磨损。
超精密磨削磨具—硬度及其选择：
➢ 普通砂轮硬度是指磨料在外力作用下脱落的难易程度。 ➢ 超硬磨具中无硬度指标。 超精密磨削磨具形状和尺寸
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
涂覆磨具常用磨料
➢ 棕刚玉、白刚玉、锆刚玉、铬刚玉等 ➢ 黑色碳化硅、绿色碳化硅 粒度与普通砂轮相似，但粒度号前加P，如：P240
二、机理和主要设备 ——超精密磨削
超精密磨削磨具—粒度及其选择：
➢ 磨粒，粒度号越大，颗粒越细，加工表面 质量越好，生产率越低。
➢ 微粉——W40, W20, W10, W1 ➢ 根据加工要求、工件材料、磨料种类选择
二、机理和主要设备 ——超精密磨削
超精密磨削磨具—结合剂及其选择：
➢ 作用：将磨料结合在一起，形成一定的形状和强度 ➢ 陶瓷结合剂 ➢ 金属结合剂 ➢ 树脂结合剂
砂带
砂带 工件
b）砂带定心外圆磨削 c）砂带定心外圆磨削
（接触轮式）
（接触轮式）
工件
支承板 主动轮
砂带
接触轮
砂带
接触轮 d）砂带内圆磨削
（回转式）
工件
工件
砂带
工作台
e）砂带平面磨削 （支承板式）
支承轮 f）砂带平面磨削
（支承轮式）
几种砂带磨削形式
砂带磨削设备
用于磨削管件的砂带磨床
砂带磨削设备
砂带磨削设备
超精密磨削机床
超硬磨料（金刚石、CBN）砂轮磨削
➢ 可磨削各种高硬、脆性、金属和非金属材料等 ➢ 磨削能力强、耐磨性能好、耐用度高，易于控制
尺寸 ➢ 磨削力小、磨削温度低，加工表面质量好 ➢ 磨削效率高 ➢ 加工成本低
超精密砂带磨削
砂带磨削的特点：
1) 弹性磨削 (弹性、柔性、减振、跑合与抛光)。
，P320等 粘结剂，或称胶，包括：树脂、高分子化合物、
动物胶等 涂覆方法
超精密磨削的特点：
(1) 超精密磨床是关键 (高精度、高刚度、高稳定性 、微量进给装置、计算机数控等)。 (2) 是超微量切除加工或超薄切削，一般采用金刚 石砂轮 (3) 超精密磨削是一个系统工程，影响因素很多
超精密磨削机床
金属。
二、机理和主要设备 ——超精密磨削
一个有效磨粒切削过程分析如下：
二、机理和主要设备 ——超精密磨削
砂轮磨削
精密和超精 密磨料加工
固结磨料 固结磨具 油石研磨
加工
精密珩磨
砂带磨削 涂覆磨具
砂带研抛
游离磨料 精密研磨
加工
精密抛光
二、机理和设备 ——超精密磨削超硬磨料砂轮
金刚石砂形平轮
二、机理和主要设备 ——超硬磨料砂轮
纳米和微纳米加工技术
超精密磨削和镜面磨削
2012年1ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ月
目录
一、技术概述 二、超精密与镜面磨削机理及主要设备 三、关键技术 四、尚存问题
一、技术概述
• 1、 超精密磨削：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，以获得亚微米级的尺寸精度。
• 2、镜面磨削：是使工件表面获得高光洁度 的有效方法。一般指加工表面粗糙度达到 Ra0.02～0.01m，表面光泽如镜的磨削方 法，只强调表面粗糙度。