切削与磨削原理
第三章切削与磨削原理
3.1.3 前刀面上刀-屑的摩擦与积屑瘤
1.摩擦面上的接触状态
1）峰点型接触（ F 不太大时）：m= f/F=tsAr/ss Ar=ts/ss=常数
此时的摩擦状态为滑动摩擦（外摩擦）。
ss--材料的拉压屈服极限ts--材料的剪切屈服极限
Aa--名义接触面积Ar--实际接触面积
2）紧密型接触（F 很大时）：m= f/F= tsAa/F=ts/sav≠常数
此时的摩擦状态为粘结摩擦（内摩擦）。
2.前刀面上刀-屑的摩擦：既有粘结摩擦，也有滑动摩擦，以粘结摩擦为主。
前刀面上的平均摩擦系数可以近似用粘结区的摩擦系数表示：m= ts/sav≠常数
当前刀面上的平均正应力sav增大时，m 随之减小。
4.积屑瘤
1）现象：中速切削塑性金属时，在前刀面上切削刃处粘有楔形硬块（积屑瘤）。
2）形成原因：
（1）在一定的温度和很大压力下，切屑底面与前刀面发生粘结（冷焊）；
（2）由于加工硬化，滞流层金属在粘结面上逐层堆积（长大）。
3)对切削过程的影响
（1）积屑瘤稳定时，保护刀具（代替刀刃切削）；
（2）使切削轻快（增大了实际前角）；
（3）积屑瘤不稳定时，加剧刀具磨损；
（4）降低尺寸精度；
（5）恶化表面质量（增大粗糙度、加深变质层、产生振动）。
--粗加工时可以存在，精加工时一定要避免。
4）抑制方法
（1）避免中速切削；
（2）提高工件材料的硬度（降低塑性）；
（3）增大刀具前角（至30~35o）；
（4）低速切削时添加切削液。
5.剪切角公式
∵第一变形区的剪切变形是前刀面挤压摩擦作用的结果，
∴切削合力Fr的方向就是材料内部主应力的方向，
剪切面的方向就是材料内部最大剪应力的方向。根据材料力学，二者夹角应为p/4，即：
p/4= c+ b- go （tgb= Ff/ Fn= m ）
f= p/4- b+ go --李和谢弗的剪切角公式（1952）
由公式可知：go ↗→ f ↗→ Lh ↘b(m)↘→f ↗→ Lh ↘
-前刀面上的摩擦直接影响剪切面上的变形。
3.1.4 影响切削变形的因素
1.工件材料：强度、硬度↗→sav↗→ m (=ts/sav) ↘→ f↗→ Lh↘
2.刀具几何参数：主要是前角的影响。go ↗→ f↗→ Lh ↘
3.切削用量
1)切削速度
低速、中速，主要是积屑瘤的影响：
积屑瘤长大时，实际前角gb ↗→ f↗→Lh↘；积屑瘤变小时，实际前角gb↘→f↘→Lh↗；
高速：vc↗→ts↘→m (=ts/sav)↘→ f↗→Lh↘
2)进给量f↗→hD(=f?sinkr) ↗→f↗→Lh↘；
3)背吃刀量ap ↗→bD(= ap/ sinkr) ↗
参加切削的刀刃长度增加了，其它条件未改变，所以：Lh基本不变。（见图3.14）
? 以上分析均有实验结果为证。
3.1.5 切屑类型及切屑控制
1.切屑类型（p80 图3.16）
2.切屑的控制-通过合理选择刀具角度、设计卷屑槽或断屑台，可以控制切屑的流向、卷曲程度和使其折断。
3.1.6 硬脆非金属材料切屑形成机理
1.刀具对材料的撕裂作用：
刃口前方的材料受到挤压，刃口下方的材料受到拉伸，所以裂纹多数是向刀刃的前下方裂开。向下延伸的裂纹当能量耗尽后终止，转而向上的裂纹最终到达自由表面形成断裂（越靠近自由表面能量消耗越小）。
2.断裂碎块的大小与刃口距附近自由表面的深度有关，距离越深则碎块越大。
3.硬脆材料的切削过程大致可分4个阶段。（见图3.20，c、d可能会反复进行多次。
§3.2 切削力
3.2.1 切削合力F及其分力
F的来源：作用在前刀面、后刀面、副後刀面处的正压力和摩擦力的合力。其大小、方向与切削条件有关。为测量和应用方便，通常需将它分解为三个相互垂直的分力，即：
1.主切削力Fc(切向力)：做功最多，用于验算刀具强度、设计机床零件、确定切削功率等；
2.背向力Fp(吃刀抗力、径向力)：不做功，对加工精度影响很大，用于验算工艺系统的强度、刚度。也是引起切削振动的主要作用力。
3.进给力Ff（走刀抗力、轴向力）：用于计算进给功率和验算进给机构的强度。
3.2.2 切削力与切削功率的计算用理论公式计算切削力，由于推导公式时采用的切削模型过于简化，所以公式不够精确，计算误差较大。生产实践中多用经验公式（把切削实验得到的大量数据经过数学处理得到）计算切削力。
1.指数形式的切削力经验公式：
主切削力：（3.10）
进给力：（3.11）
背向力：（3.12）
对于常用材料，式中的系数CF （与工件材料有关）、指数XF 、YF 、ZF 及切削条件变化时的修正系数KF（共8个）均可从切削用量手册中查出。
2.由单位切削力计算主切削力
? 单位切削力kc-作用在单位切削面积上的主切削力，单位：N/mm2
? kc可以通过实验从下式求得：（3.13）
? 各种工件材料的kc可从手册中查出并按下式计算Fc: Fc=kc Ac KFc （3.14）
式中：KFc-切削条件修正系数
3. 切削功率Pc的计算(此处与教材p84不同）
切削功率即各切削分力所做功之和，可按下式计算：
Pc= Fc vc+Ff vf = Fc vc+Ff f n × 10-3 ≈ Fc vc (W) (3.15)
? 计算Pc主要用于验算机床电机功率Pm，验算公式：Pm﹥Pc / hm (3.16)
式中：hm --传动效率，新机床取为0.85，旧机床0.75。
3.2.3 影响切削力的因素
影响因素的具体体现就是经验公式中的系数、指数和修正系数。
1.工件材料的影响
强度、硬度↗→切削力↗塑性、韧性↗，硬化严重→切削力↗
2.切削用量的影响
1）背吃刀量ap: ap↗→bD(=ap/sinkr) ↗→切削力↗（正比）
∴ap的指数XF≈1,对ap不需修正。
2)进给量f: f↗→hD(=f?sinkr) ↗（正比）→f↗→Lh↘切削力↗但不成正比
∴ f 的指数YF≈0.75～0.9，
当f≠0.3时，需乘以修正系数Kf。
3）切削速度vc:主要与变形程度改变有关。vc≠1.33m/s时，需乘以修正系数Kv。
切脆性材料时，F基本不变。指数ZF≈0
?切削用量三要素对切削力的影响程度：ap影响最大，f其次，vc影响最小。
3.刀具几何参数的影响（对各分力影响不同，需分别修正）
1）前角go : go ↗→ f↗→ Lh ↘→切削力↘
切脆性材料如铸铁、青铜时，切削力基本不变。
go ≠15O时，需乘以修正系数KgFc 、KgFp 、KgFf 。
2）负倒棱bg:可以在增大前角的同时，兼顾刀刃的强度。bg /f ↗→切削力↗
bg≠0时，需乘以修正系数KbgFc 、KbgFp 、KbgFf 。
3）主偏角Kr:
对Fc影响不超过10%, Kr=60～75时，Fc最小；
对两个水平分力影响大Fp↓≈ FD CosKr↑ Ff↑≈ FD sinKr↑
Kr ≠75O时，需乘以修正系数KKFc 、KKFp 、KKFf 。
4)刀尖圆弧半径re: re ↗→平均Kr↘→Fp↗，Ff↘re≠0.25时，需乘以修正系数KrFc 、KrFp 、KrFf 。
5）刃倾角ls：
ls↗→Fc基本不变，Fp↘，Ff ↗ls≠0o时，需乘以修正系数KlFc 、KlFp 、KlFf 。4.刀具材料的影响：
影响刀具-工件间的摩擦系数。m：高速钢＞硬质合金＞涂层刀具＞陶瓷＞CBN
5.切削液的影响：润滑作用越强，切削力越小（低速显著）。
6.後刀面磨损量VB: VB ↗→Fc、Fp、Ff均↗，Fp最显著。
VB＞0时，需乘以修正系数KVBFc 、KVBFp 、KVBFf 。
§3.3 切削热和切削温度
切削过程中温度的变化对切削过程、刀具磨损、加工精度、表面质量等均有重要影响。
3.3.1 切削热的产生和传出
1.产生：切削力做功转变成热能。
三个变形区就是三个热源。生热率：Q≈ Pc ≈ Fc vc (J/S)
2.传出：Q =Q屑+ Q刀+ Q工+Q介
车外圆：Q屑＞80%，Q刀＜10%，Q工＜10%，Q介≈1%
钻孔：Q屑≈ 28%，Q刀≈ 14.5%，Q工≈ 52.5%，Q介≈5%
热量的传递使各部分温度q升高。如：
q屑↗有利于减小切削力但不利于断屑；
q刀过高过低都不好（各种刀具材料都有其适宜工作温度范围）；
q工↗使工件产生热变形，从而影响加工精度；……
?以上分析意在说明：影响切削过程的直接原因不是产生热量的多少，而是各处温度的高低。
3.3.2 切削区的温度分布由图3.24可知：
1）切削区内各处温度不同（形成温度场）；
2）材料经过剪切面时，温度基本一致，经过前、後刀面时，接触面上的温度迅速升高；3）最高温度区是在离刃口一段距离的前刀面上；
4）刀刃切过时，已加工表面受到一次热冲击。
?常用的测温方法有：
●红外胶片照相法：测温度场；
●人工热电偶法：测各点温度（温度场）；
●自然热电偶法：测刀-工接触区内的"平均温度"，即通常所说的切削温度。该方法可以用来研究：
3.3.3 影响切削温度的主要因素
切削区内温度的升高，是受到热量的产生和传出双重影响的动态平衡过程。
其主要影响因素有：
1.切削用量：经验公式为(3.20)
?式（3.20）表明，切削用量三要素对切削温度的影响：vc影响最大，f其次，ap影响最小。
2.刀具几何参数：
1）前角：go ↗→ f↗→Lh ↘→ Q ↘→ q ↘
但go＞18o～20o时，go↗→楔角bo↘→散热慢，q↘不显著
2）主偏角：kr ↘→ bD(= ap/ sinkr) ↗(影响小), hD(= f sinkr) ↘(影响大)→ q ↘
其它参数影响不大。
3.工件材料：
4.刀具磨损：後刀面磨损量VB ↗→ q ↗达到一定值后升温剧烈。
5.切削液：降温效果与液温、导热率、比热、流量、粘度、浇注方式等有关。
§3.4 刀具磨损、破损与使用寿命
? 切削金属时，刀具本身也会发生磨损或破损。这对加工质量、刀具使用寿命、生产率、经济效益等均有影响。此项研究对正确设计、使用刀具及正确选择切削用量也具有重要意义。（本节重点是讨论磨损。）
3.4.1 磨损形式
1.前刀面月牙洼磨损:vc较高、hD较大、切塑性金属时发生,衡量指标：KT；
2.后刀面磨损:衡量指标：VB；
3.边界磨损
3.4.2 磨损原因
1.磨料磨损
是低速切削刀具（拉刀、丝锥、板牙等）磨损的主要原因
工件材料内的硬质点：高硬度金属碳化物、氮化物、氧化物等。
2.粘结磨损（冷焊磨损）
中速切削时最严重，与刀-工化学成分、刃磨质量有关。
3.扩散磨损
在紧密接触的表面之间原子会从密度较大的一方扩散到密度较小的一方；扩散速度随切削温度升高而按指数规律增加（详见P91）；
加入TiC可以减缓扩散速度。扩散结果使表层的耐磨性降低，从而加速磨损。
4.化学磨损原因有二：
1）高温下氧化；
2）切削液使用不当（极性添加剂中S、Cl的腐蚀作用）。
化学磨损在边界处最严重。
3.4.3 磨损过程及磨钝标准
1.刀具的磨损过程三阶段（如图）
研磨可减缓初期磨损。
2.刀具的磨钝标准-所允许的刀具最大磨损限度（多用VB）。
● ISO规定了刀具的实验室磨钝标准；
●生产中应根据刀具种类、加工要求、切削条件合理确定磨钝标准（查有关手册）。如：
粗加工应以正常磨损阶段终点处的VB；
精加工、切难加工材料时VB应小些；
自动化加工应以刀具径向磨损量NB作为磨钝标准（如图）。
3.4.4 刀具使用寿命及其与切削用量的关系
1. 刀具使用寿命（刀具耐用度）T--刃磨后的刀具达到磨钝标准所需的总切削时间。
T是间接反映刀具是否达到磨钝标准的量（在固定条件下）；
刀具总寿命= T ×可刃磨次数
刀具使用寿命也可用刀具刃磨一次可切削的总路程Lm衡量：Lm = vc ? T
2. T与切削用量的关系（可通过切削实验求得）
1）T-vc经验公式（泰勒公式）：vc Tm=Co (3.21)
式中：Co-与刀具、工件材料等切削条件有关的常数；m-指数(即图中直线的斜率)。
刀具材料：高速钢硬质合金陶瓷
m 值：0.1~0.125 0.2~0.3 0.2~0.4
● m值越大，说明该刀具材料耐热性能越好。
●式（3.21）反映了vc对T的影响程度（一般很大）。
例：用YT15车刀切中碳钢，m=0.2，当v1=100m/min时，T1=160min ,则当v2=122m/min 时，∵v1T1m= v2T2m = Co ∴T2=(v1/v2)1/m?T1=(100/122)1/0.2×160≈60min
当v3=200m/min时，T3=(v1/v3)1/m?T1=(100/200)5×160≈5min
--结论：vc提高一点，则T显著下降。
2) f、ap与T的关系：
综合式（3.21~23），可得T与切削用量的一般关系式：
用硬质合金切中碳钢时：x =5 y =2.25 z =0.75
--三要素对T的影响程度：vc最大，f其次，ap最小。这一规律与切削温度有关。
3.4.5 刀具的破损
●磨损是连续的、渐进的发展过程；脆性破损（如崩刃、掉尖、片状剥落、刀片碎裂或刀具折断等）主要发生在硬质合金、陶瓷等脆性刀具材料，具有突发性，属随机事件；塑性破损（如塑性变形、卷刃等）则主要是当切削用量选择不当时高速钢刀具的损坏形式。
?在自动化加工中，脆性破损如不能及时发现，将会导致严重后果，所以日益受到重视。1. 刀具破损的主要形式及原因
（1）工具钢和高速钢刀具：
1）烧刀-由于切削速度过高，使切削温度超过了刀具材料的相变温度而退火，丧失切削能力。2）卷刃-由于刀具硬度低而工件整体或局部硬度高导致的刀刃塑性变形。
3）折断-由于刀具设计、使用不当或负荷过重所致，常见于钻头、丝锥、拉刀、立铣刀等。（2）硬质合金、陶瓷、立方氮化硼和金刚石刀具：
1）崩刃-由于前角过大、刃磨质量差、断续切削、振动、工件余量不均匀、有硬皮、切屑撞击等原因引起的刃口崩落。
2）掉尖或刀片断裂-由于刀具材料有缺陷、裂纹扩展、后角过大、切削用量过大、冲击载荷
过大、操作不当等原因造成。
3）片状剥落-主要与切屑与刀具间的粘结有关，多见于断续切削。
4）微裂纹-分为机械疲劳裂纹（平行于刀刃）和热烈纹（垂直于刀刃），主要与焊接应力、交变载荷、受热不均匀等有关。
2. 刀具破损寿命的分布规律
刀具破损寿命N -刀具从开始使用，到发生破损不能使用为止所承受的冲击载荷数。
破损虽是随机现象，却并非无规律可循。大量实验研究表明：硬质合金和陶瓷刀具断续切削条件下的破损寿命接近威布尔分布（详见p94）。只要确定了分布规律，就可以在破损大概率发生之前换刀。
3.刀具破损的防止措施
1）合理选择刀具材料（选强度高、韧性好的）；
2）合理确定刀具几何参数（提高刀尖、刀刃的强度）；
3）合理选择切削用量（避免超负荷）；
4）提高刀具焊接和刃磨质量以减少微裂纹；
5）减少冲击、避免振动。
3.4.5 刀具磨损、破损的检测与监控
●这对于自动化加工十分重要，是保证顺利加工的前提。常用方法有：
1.常规方法
磨损：记录每把刀具实际切削时间，达到规定耐用度值后发出信号换刀。
破损：离线检测刀具是否破损及破损程度以决定是否换刀。
2.切削力（或切削功率）检测法
由测力传感器（安装在主轴前轴承上或刀杆上）在线测量切削力，其增大值反映刀具磨损程度，其突变反映破损。（需通过实验确定磨损与破损的"阈值"）
3）声发射检测法
利用切削过程中声发射信号的大小和阶跃突变判断磨损程度和是否破损。
其装置如p96图3.30所示。
§3.6 磨削原理
磨削是精加工的主要手段，可加工多种材料，包括淬火钢、合金钢、硬质合金、陶瓷、非金属等难加工材料；可加工多种表面，包括螺纹、齿面、花键、各种成形面等。其特点是精度高，可达IT6~IT5甚至更高；粗糙度小，可达Ra0.32~0.04甚至更小。发达国家磨床可占到机床总数的30~40%，轴承业高达60%。磨削也可用于粗加工，一些高效磨削的金属去除率已超过了切削。
3.6.1 砂轮特性
砂轮可视为具有许多细小刀齿的铣刀，它是由磨料加结合剂经压坯、干燥、焙烧而成，气孔起容屑、散热作用。决定其特性的因素有：
1.磨料-起切削作用，分氧化物系（韧性好，硬度较低，磨各种钢材）、碳化物系（硬、脆，磨铸铁、硬质合金及非金属材料）、高硬磨料系三类，详见p106表3.6。
2.粒度-即磨料颗粒大小。大的用筛子分级，粒度号即每英寸长度上的网眼数；小于40mm 的为微粉，粒度以其尺寸表示。
粒度细，则粗糙度小，但生产率低，易烧伤。一般是粗磨、磨软材料选粗粒度；精磨、磨硬脆材料选细粒度。详见下表：
3.结合剂-作用是粘合磨粒，使砂轮成形。常用的有：
1）陶瓷结合剂（代号V）：性质稳定、成本低，用于大多数砂轮。
2）树脂结合剂（代号S）：强度高、弹性好、耐热性差（自锐性好），用于薄片砂轮、高速
磨削和容易发生磨削烧伤、磨削裂纹的工序（如磨薄壁件、超精磨、磨硬质合金等）。
3）橡胶结合剂（代号R）：弹性最好。用于无心磨床的导轮、薄片砂轮及抛光砂轮。
4）金属结合剂（代号M）：多为青铜。强度高、成形性好但自锐性差，主要用于金刚石砂轮。
4.硬度-在磨削力作用下，磨粒脱落的难易程度。与结合剂、气孔多少有关，影响砂轮的成形性和自锐性。
粗磨、磨硬材料选软砂轮，精磨、成形磨、磨软材料选硬砂轮。常用硬度为软2至中2。5.组织-磨粒、结合剂、气孔三者间的比例关系。分紧密、中等、疏松三大类（详见表3.9）。接触面积大、易烧伤工序、粗磨选疏松组织，以利于冷却和容屑；一般用中等组织。
3.6.2 磨削加工特点
1.磨粒随机分布：间隔不等，高低不齐，形状各异、随时变化。
--有效磨粒只占总数的一小部分（5~20%）。
2.磨削过程复杂--是磨粒对工件表面进行滑擦、刻划和切削三种作用的综合。
1）初接触时-滑擦阶段。
由于磨粒钝圆（顶角为900~1200）、负前角（平均为-700~-880）、系统变形退让的影响，并未切入工件，但发热严重（占功耗的70~80%），兼有抛光作用。
2）切入到一定深度时-刻划阶段。材料塑性变形，向两侧隆起，形成刻痕。
3）切入深度超过临界值后-切削阶段。此时仍伴有侧向隆起。
●并非所有有效磨粒都经历此三个阶段。
3.背（径）向力FP最大--约是切向力Fc的2~2.5倍，导致系统变形，延长了初磨
和光磨时间，使生产率降低。（可采用"控制力磨削"）
4.磨削温度高--接触区平均温度可达500~8000C,磨削点温度可达10000C。表面瞬时高温会恶化表面质量（烧伤、裂纹、内应力、硬度变化等），工件平均温度升高使加工精度难于控制。（所以应重视冷却液的使用和砂轮的修整。）
修整砂轮的目的：剥除已钝化的磨粒；使磨粒具有等高性和微刃性；恢复砂轮正确廓形。3.6.3 磨削烧伤及其控制（见P155）
1.磨削烧伤--由于工件表层温度达到或超过其相变温度而导致的表层金相组织和显微硬度变化、残余应力及微裂纹。磨削淬火钢时，可能产生三种烧伤：
1）回火烧伤；2）淬火烧伤（如图4.58所示）；3）退火烧伤（干磨削时发生）。
2.控制措施
1）合理选择磨削用量；2）提高冷却效果；3）正确选用砂轮；4）选用新结构和新工艺（如开槽砂轮、砂轮粗修整工艺等）。
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
磨工技师理论2-(精彩试题及问题详解)
职业技能鉴定国家题库 磨工技师理论知识试题 注意事项 1、考试时间：120分钟。 2、请首先按要求在试卷填写您的姓名和所在单位的名称。 3、请仔细阅读各种题目的回答要求，在规定的位置填写您的答案。 4、不要在试卷上乱写乱画。 单位：姓名：考核日期：监考人： 一、选择题（选择正确的答案，将相应的字母填入题内的括号中） 1．主视图和俯视图之间的对应关系是相应投影( A )。 A、长对正 B、高平齐 C、宽相等 2．千分尺的精确值是（ B ）mm。 A、0．1 B、0．01 C、0．001 3．砂轮圆周速度很高，外圆磨削和平面磨削时其转速一般在（ C ）m/s左右。 A、10~15 B、20~25 C、30~35 D、40~45 4．外圆磨削时，横向进给量一般取（）mm。 A、0．001~0．004 B、0．005~1 C、0．05~1 D、0．005~0．05 5．与钢比铸铁的工艺性能特点是（ C ）。 A、焊接性能好 B、热处理性能好 C、铸造性能好 D、机械加工性能好 6．（ A ）是法定长度计量单位的基本单位。 A、米 B、千米 C、厘米 D、毫米 7．外圆磨削时，工件圆周速度一般为（ C ）m/s。 A、0~5 B、5~30 C、30~40 D、40以上 8．外圆磨削的主运动为（ B ） A、工件的圆周进给运动 B、砂轮的高速旋转运动 C、砂轮的横向运动 D、工件的纵向运动 9．（ A ）磨料主要用于磨削高硬度、高韧性的难加工钢材。 A、棕刚玉 B、立方氮化硼 C、金刚石 D、碳化硅 10．精磨外圆时，砂轮的硬度应（ A ）于粗磨。 A、高 B、低 C、等 11．无心外圆磨床由两个砂轮组成，其中一个砂轮起传动作用，称为（ C ）。 A、传动轮 B、惰轮 C、导轮 12．在卧轴矩台平面磨床上磨削长而宽的平面时，一般采用（ A ）磨削法。 A、横向 B、深度 C、阶梯 13．磨削过程中，开始时磨粒压向工件表面，使工件产生（ C ）变形，为第一阶段。
磨削加工
磨削加工 一、磨削特点 磨削是在磨床上用砂轮作为切削刀具对工件进行切削加工的方法。该方法的特点是： 1.由于砂轮磨粒本身具有很高的硬度和耐热性，因此磨削能加工硬度很高的材料，如淬硬的钢、硬质合金等。 2.砂轮和磨床特性决定了磨削工艺系统能作均匀的微量切削，一般 ap=0.001～0.005mm；磨削速度很高，一般可达v=30～50m/s；磨床刚度好；采用液压传动，因此磨削能经济地获得高的加工精度（IT6～IT5）和小的表面粗糙度（Ra=0.8～0.2μm）。磨削是零件精加工的主要方法之一。 3.由于剧烈的磨擦，而使磨削区温度很高。这会造成工件产生应力和变形，甚至造成工件表面烧伤。因此磨削时必须注入大量冷却液，以降低磨削温度。冷却液还可起排屑和润滑作用。 4.磨削时的径向力很大。这会造成机床—砂轮—工件系统的弹性退让，使实际切深小于名义切深。因此磨削将要完成时，应不进刀进行光磨，以消除误差。 5.磨粒磨钝后，磨削力也随之增大、致使磨粒破碎或脱落，重新露出锋利的刃口，此特性称为“自锐性”。自锐性使磨削在一定时间内能正常进行，但超过一定工作时间后，应进行人工修整，以免磨削力增大引起振动、噪声及损伤工件表面质量。二、砂轮 砂轮是磨削的切削工具，它由许多细小而坚硬的磨粒和结合剂粘而成的多孔物体。磨粒直接担负着切削工作，必须锋利并具有高的硬度，耐热性和一定的韧性。常用的磨料有氧化铝（又称刚玉）和碳化硅两种。氧化铝类磨料硬度高、韧性好，适合磨削钢料。碳化硅类磨料硬度更高、更锋利、导热性好，但较脆，适合磨削铸铁和硬质合金。
同样磨料的砂轮，由于其粗细不同，工件加工后的表面粗糙度和加工效率就不相同，磨粒粗大的用于粗磨，磨粒细小的适合精磨、磨料愈粗，粒度号愈小。 结合剂起粘结磨料的作用。常用的是陶瓷结合剂，其次是树脂结合剂。结合剂选料不同，影响砂轮的耐蚀性、强度、耐热性和韧性等。 磨粒粘结愈牢，就愈不容易从砂轮上掉下来，就称砂轮的硬度，即砂轮的硬度是指砂轮表面的磨粒在外力作用下脱落的难易程度。容易脱落称为软，反之称为硬。砂轮的硬度与磨料的硬度是两个不同的概念。被磨削工件的表面较软，磨粒的刃口（棱角）就不易磨损，这样磨粒使用的时间可以长些，也就是说可选粘接牢固些的砂轮（硬度较高的砂轮）。反之，硬度低的砂轮适合磨削硬度高的工件。 砂轮在高速条件下工作，为了保证安全，在安装前应进行检查，不应有裂纹等缺陷；为了使砂轮工作平稳，使用前应进行动平衡试验。 砂轮工作一定时间后，其表面空隙会被磨屑堵塞，磨料的锐角会磨钝，原有的几何形状会失真。因此必须修整以恢复切削能力和正确的几何形状。砂轮需用金刚石笔进行修整。 三、平面磨床的结构与磨削运动 磨床的种类很多，主要有平面磨床、外圆磨床、内圆磨床、万能外圆磨床（也可磨内孔）、齿轮磨床、螺纹磨床，导轨磨床、无心磨床（磨外圆）和工具磨床（磨刀具）等。这里介绍平面磨床及其运动。 1.平面磨床的结构（以M7120A为例，其中：M——磨床类机床；71——卧轴矩台式平面磨床；20——工作台面宽度为200mm;A——第一次重大改进。） 1）砂轮架——安装砂轮并带动砂轮作高速旋转，砂轮架可沿滑座的燕尾导轨作手动或液动的横向间隙运动。 2）滑座——安装砂轮架并带动砂轮架沿立柱导轨作上下运动。 3）立柱——支承滑座及砂轮架。
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。
磨削加工教案-3
磨削加工教案-3(总5页)
磨削加工教案 一、教学目的及要求 1．了解磨床的类型、运动和磨削方法。 2．能独立操作平面磨床磨削平面。 3．在指导人员的指导下操作外圆磨床磨削外圆、外圆锥面。 4．遵守磨削加工安全操作规程。 二、教学进程（总时间0.5天） 三、教具 1．磨床液压传动示教系统。 2．零件图纸。 3．轴类工件，长方体、正方体、六方体等工件，千分尺，表面粗糙度比较块。 4．磨削加工工艺方法挂图。 磨削加工讲授内容 一、磨削的工艺特点及应用 磨削加工是零件精加工的主要方法。磨削时可采用砂轮、油石、磨头、砂带等作磨具，而最常用的磨具是用磨料和粘结剂做成的砂轮。通常磨削能达到的精度为IT7~IT5，表面粗糙度Ra值一般为0.8~0.2μm。 磨削的加工范围很广，不仅可以加工内外圆柱面、内外圆锥面和平面，还可加工螺纹、花键轴、曲轴、齿轮、叶片等特殊的成形表面。
从本质上来说，磨削加工是一种切削加工，但和通常的车削、铣削、刨削等相比却有以下的特点： 1．磨削属多刃、微刃切削 砂轮上每一磨粒相当于一个切削刃，而且切削刃的形状及分布处于随机状态，每个磨粒的切削角度、切削条件均不相同。 2．加工精度高 磨削属于微刃切削，切削厚度极薄，每一磨粒切削厚度可小到数微米，故可获得很高的加工精度和低的表面粗糙度值。 3．磨削速度大 一般砂轮的圆周速度达2000~3000m/min，目前的高速磨削砂轮线速度已达到60~250m/s。故磨削时温度很高，磨削区的瞬时高温可达800~1000℃，因此磨削时必须使用切削液。 4．加工范围广 磨粒硬度很高，因此磨削不但可以加工碳钢、铸铁等常用金属材料，还能加工一般刀具难以加工的高硬度、高脆性材料，如淬火钢、硬质合金等。但磨削不适宜加工硬度低而塑性大的有色金属材料。 磨削加工是机械制造中重要的加工工艺，已广泛用于各种表面的精密加工。许多精密铸造成形的铸件、精密锻造成形的锻件和重要配合面也要经过磨削才能达到精度要求。因此，磨削在机械制造业中的应用日益广泛。 二、砂轮 1．砂轮的组成 砂轮是由磨料和结合剂经压坯、干燥、烧结而成的疏松体，由磨粒、结合剂和气孔三部分组成。砂轮磨粒暴露在表面部分的尖角即为切削刃。结合剂的作用是将众多磨粒粘结在一起，并使砂轮具有一定的形状和强度，气孔在磨削中主要起容纳切屑和磨削液以及散发磨削液的作用。 2．砂轮特性 1）磨料 磨料是砂轮的主要成分，它直接担负切削工作，应具有很高的硬度和锋利的棱角，并要有良好的耐热性。常用的磨料有氧化物系、碳化物系和高硬磨料系三种，其代号、性能及应用详见下表。 2）粒度 粒度用来表示磨料颗粒的大小。一般直径较大的砂粒称为磨粒，其粒度用磨粒所能通过的筛网号表示；直径极小的砂粒称为微粉，其粒度用磨粒自身的实际尺寸表示。一般粗磨和磨软材料时选用粗磨粒；精磨或磨硬而脆的材料时选用细磨粒。常用磨料的粒度号为30#~100#。粒度号越大，磨料越细。
《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
砂轮特性及磨削原理
砂轮 一砂轮的特性参数及其选择 砂轮是由磨料和结合剂经压坯、焙烧而制成的多孔体。砂轮是由磨料、结合剂和气孔所组成。它的特性是由磨料、粒度、结合剂、硬度和组织五个参数所决定。 1.磨料 常用磨料可分为刚玉系、碳化物系和超硬磨料系三类。 2.粒度 粒度是指磨料颗粒大小.磨料颗粒大小通常分为磨粒和微粉两大类。 3.结合剂 把磨粒粘结在一起组成磨具的材料称为结合剂,它的性能决定了砂轮的强度、耐冲击性、耐腐蚀性和耐热性。 4.硬度 砂轮硬度是指在磨削力作用下,磨粒从砂轮表面脱落的难易程度。砂轮硬，表示磨粒较难脱落；砂轮软，磨粒容易脱落。砂轮的硬度主要由结合剂的粘结强度决定，与磨粒本身的硬度无关。 5.组织 砂轮的组织是表示磨粒、结合剂和气孔三者体积的比例关系。根据磨粒在砂轮总体积中占有的百分数，将砂轮组织分为紧密、中等和疏松三大类。
砂轮特性,代号和适用范围
二.砂轮外形及尺寸 砂轮的形状根据被磨削表面的几何形状和尺寸选择，砂轮的外形及尺寸选择由磨床的规格决定。在生产中通常将砂轮的形状尺寸和特性标注在砂轮端面上，其顺序依次为：形状、尺寸、磨料、粒度号、硬度、组织号、结合剂、线速度。其中尺寸一般是指外径*厚度*内径。 三人造金刚石砂轮与立方氮化硼砂轮 砂轮的修整 一.砂轮磨损与失去磨削性能的形式 1，磨粒的磨耗磨损 在磨削过程中，在高温高压的作用下，磨粒发生塑性流动和化学反应。 然后，在强烈的机械摩擦作用下，被磨平变钝。 2，磨粒的破碎磨损 磨粒在磨削过程中，瞬间升至高温，又在切削液的作用下骤冷。这样经受多次反复速热骤冷，使磨粒表面形成很大热应力，从而使磨粒因热疲劳沿某个面破碎。 3，磨粒的脱粒磨损 在磨削过程中，随着磨削温度的升高，结合剂强度相应下降。当磨削力超过结合剂强度时，沿结合剂某断面破碎，使整个磨粒从砂轮上脱落不均匀，使砂轮轮廓失真。
磨削加工通用工艺
磨削加工通用工艺 范围 本守则规定了磨削加工的工艺规则，适用于公司的磨削加工。 2工件的装夹 2.1轴类工件装夹前应检查中心孔，不得有椭圆、碰伤、毛刺等缺陷，并擦干净，经热处理的工件，须修好中心孔，并加好润滑油。 2.2在两顶尖间装夹轴类工件时，装夹前要调整尾部，使两顶尖轴线重合在外圆磨床上用尾座顶紧顶紧工件磨削时，其顶紧力应适当，在磨削中还应根据工件的涨缩情况调整顶紧力。 2.4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。 3砂轮的选用和安装 3.1根据工件的材料、硬度、精度和表面粗糙的要求，合理选用砂轮牌号和精度。根据目前的生产情况，一般选用的砂轮牌号是GZ、GB，粒度为36#-46#。 3.2安装砂轮时，不得使用两个尺寸不同或不平的法兰盘，并在法兰盘和砂轮之间垫入橡皮等弹性垫。 3.3装夹砂轮时，必须在修砂轮前后进行静平衡，并进行空运转。 3.4修砂轮时，应不间断的充分使用冷却液。 4磨削加工 4.1在磨削工件前，机床应空运转5min以上。 4.2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。 4.3砂轮使用一段时间后，如发现工件产生棱形振痕，应拆下砂轮重新校平衡后使用。 4.4在磨削细长轴时，严禁使用切入法磨削。
4.5在平面磨床上磨削的工件，加工完应去磁。 4.6磨深孔时，尽可能先用较粗的磨杆，以增加刚性，砂轮转整要适当降低。 4.7在精磨结束前，应无进给量的多次走刀至无火花止。 5一般精磨外圆的切削用量 5.1纵进给量根据所要求的表面粗糙度而定。 表面粗糙度Ra1.6SB=(0.5-0.8)Bm 表面粗糙度Ra0.8-0.4SB=(0.25-0.5)Bm SB—纵进给量（mm/r）Bm—磨轮宽度mm 5.2横进给量
研磨理论
磨削目的及实际加工 Add your text in here 基本磨削原理研磨主要设备影响研磨质量的因素 研磨理论检讨 （四）（一）（二）（三）
（一）研磨目的： 消除加工（生产）过程中因高温氧化和机械磨损等原因造成的工件表面几何精度损坏，同时按工件表面母线的不同工艺要求，加工出所需要的各种特殊高次方曲线 研磨实际加工： ③
（二）基本磨削原理 砂轮上磨粒随机分布，形状高低各不相同，形状很不规则，但大多呈菱形八面体。顶锥角在80°～145°范围内，但大多数顶锥角为90°～120° ⑴凸起、锋利的磨粒：起切削作用 ⑵凸起较小、较钝的磨粒：起刻划、挤压作用 ⑶凹下、更钝的磨粒：起滑擦作用 磨削过程是切削、刻划、滑擦三个作用的综合
磨具上的无数个磨粒的微切削刃对工件表面的微切削过程 磨粒的切削过程 磨屑形成过程
单个磨粒的磨削过程分三个阶段 Ⅰ滑擦阶段： 磨粒切削刃刚开始与工件接触，切削厚度由零开始逐渐增大，实际磨粒并未切削工件，而只是在其表面滑擦而过，工件仅产生弹性变形 特征：磨粒与工件之间的相互作用主要是摩擦作用，其结果是磨削区产生大量的热，使工件温度升高 Ⅱ耕犁阶段（也称刻划阶段）： 当磨粒继续切入工件，工件表面产生塑性变形，使磨粒前方受挤压的金属向两边塑性流动，在工件表面上耕犁出沟槽(刀痕)，而沟槽的两侧微微隆起 特征：工件表层材料在磨粒的作用下，产生塑性变形，表层组织内产生变形、强化 Ⅲ切削阶段 磨粒继续向工件切入，切削深度不断增大，达到临界值时，被磨粒挤压的金属材料产生剪切滑移而形成切屑
磨削力的主要特征 磨削力可分解为互相垂直的三个分力: 切向力Fy 径向力Fx（最大力，是Fy的2-4倍） 轴向力Fz 径向力Fx与砂轮轴、工件 的变形及振动有关，影响 加工精度和质量 磨削力简图
磨床加工方法
磨床加工方法 模具的加工工艺非常多，据我所知，各种机床的操机师傅中，从普遍上来说，就只有精密磨床师傅的工资水平跟模设编程这块差不多，但是江湖上各个环节都有不少高手和工资高的大师傅，所以这仅代表我个人的观点。另一方面，做磨床师傅在工作时间、工作环境和自由程度上肯定是赶不上做模设编程的，但是各有各的优势。我个人觉得做平面磨床的师傅创业比较容易些是因为磨床精度高，但很少有机床的价格能低于磨床，磨床加工的精度择机床，但更取决于个人水平，磨床师傅们自己称为“手感”，但是手感是什么，每个人说法都不同，不是同行很难理解。 普通的精密磨床(台湾产)差不多3W多点就能买到，市面上各种牌子挺多的，比较常见的有大宇、三井川、旺磐、大同等，即使选用口碑较好的宇青磨床，也不过6W左右，所以创业门槛不是特别高，我以前的不少做磨床的朋友现在都自己开起了加工店，当起了小老板，虽然磨床不贵，但是做精密研磨加工需要的检测设备和加工需要的工具的价格却比较高，特别是做日本的研磨加工，需要的检测设备精度非常高，所以价格不菲。如果只买1-2台磨床创业，那么其它的费用往往要超过磨床本身的费用，所以他们创业的过程都差不多，几个朋友买的磨床放在一起，或者自己买的磨床放到朋友那里，检测设备和工具就可以共同使用，这样规模上去、成本却控制下来了。 因为我以前是做磨床的，所以我想把我的一些经验能够总结出来，对做设计的朋友来说用处不是很大，就当是课外读物吧，以下是提纲，如果大家有兴趣，我再详细的写下去。 1、磨床的分类 2、研磨常用工具的介绍及使用方法 3、研磨常用耗材的功能及使用方法 4、塑胶模方面的磨床加工工艺 ①磨六面体(俗称打直角) ②配框 ③磨台阶 ④磨斜度 ⑤磨标准内外R ⑥磨针 5、精密连接器方面的磨床加工工艺 ①加工流程介绍。主体开粗——磨六面体——清角——杀槽——切片——光面修变形——去除工艺台 ②磨电极(铜工) ③特俗材料的研磨方法(钨钢、铝等) ④磨薄片 ⑤磨镜面 ⑥累积公差的研磨方法 ⑦复合斜度的研磨方法 ⑧各种常见R接斜度的计算和研磨方法 6、磨床加工工时的估计与成本的核算
无心外圆磨削加工原理
无心外圆磨削加工原理无心外圆磨床它没有床头箱和尾架，而是由托板和导轮支持工件，用砂轮进行磨削。托板的上表面倾斜30°~ 50°，使工件靠切削力紧紧压在导轮上，导轮轴线相对于砂轮轴线有一倾斜角度α（1~5°）。导轮低速转动靠摩擦力带动工件旋转。由于倾斜角的存在，导轮与工件接触点处的速度V 导方向是斜的，它可分为两个速度分量：一个是V工使工件旋转，另一个是V进，使工件产生轴向进给运动。V进=V导sinα.V工=V导cosα.式中：V导——导轮的圆周速度（m/s）.V工——工件的圆周速度(m/s) .V进——工件的轴向进给速度（m/s） .一般情况下，V导选0.166~0.5m/s。由于导轮轴线与砂轮轴线有一倾斜角α，工件与导轮不是线接触。为使工件与导轮保持线接触，导轮的形状就不应是圆柱形，而应将其做成双曲面形。为此修正砂轮时，金刚石笔的运动应根据角α加以调整。由于无心外圆磨床磨削工件时不用顶尖支撑，所以工件磨削长度不受顶尖限制，又因磨削时工件被支持在导轮和砂轮之间，不会被磨削力顶弯，所以可磨削细长工件。无心磨削生产效率高，易于实现自动化，因此，多用于成批大量生产中磨削销轴等小零件或磨削细长光轴。无心磨床不能磨削断续表面（如有长键槽的圆柱面），因为这样导轮就无法使工件旋转 《无心磨床的理论和实战》国防工业出版社 关于无心外圆磨削质量问题的分析 周伏玲 辽宁省大连市【摘要】本文通过对无心外圆磨削质量问题的剖析，指出影响无心外圆磨削质量的主要因素，并对不圆度、圆柱度及工件的表面缺陷等原因进行了分析，并进一步寻求解决影响无心外圆磨削质量的措施和途径，为同类产品及同行们提供可借鉴的工艺途径和解决问题的思路。 【关键词】无心外圆磨削；不圆度误差；圆柱度；表面缺陷 About unintentionally cylindrical grinding quality question analysis Zhou Fuling 【Abstract】This article through to the cylindrical grinding quality question’s analysis, pointed out unintentionally the influence unintentionally cylindrica l grinding quality the primary factor, and to out of roundness, cylindricity an d work piece reasons and so on surface defect has carried on the analysis, and further seeks the solution influence unintentionally cylindrical grinding quali ty the measure and the way, and the colleagues provides the craft way which for the similar products may use for reference and solves the question mentality. 【Keywords】Unintentionally cylindrical grinding; Out of roundness error; Cylin dricity; Surface defect 在生产中，尤其是大批生产中小型回转体工件时，如录音机芯轴、注射器芯、轴承套圈、滚柱、滚针、活塞销、柱塞、常见的家用电器等，其精加工常用无心外圆磨床来实现。这是因为磨削时工件上不必打中心孔，通磨时，加工时间与辅助时间重合，成批连续加工时，切入磨只需较少的辅助时间，所以，生产率比一般的外圆磨床高，生产成本低，同时，在切削宽度上全部由托板刚性支承，工件不易发生变形，可使被加工工件保持较小的表面粗糙度。然而，机器零件经机械加工后的质量不仅仅只靠表面粗糙度来维持，还要用尺寸精度、几何形状精度、工件表面间相对位置精度等项质量指标加以衡量，无心外圆磨削同样也不例外。与无心外圆磨削过程相关的质量问题主要有以下几方面。 1.工件的不圆度误差对质量的影响 1.1工件中心高是影响磨削后不圆度误差的主要几何因素。 1.1.1工件中心高h对棱圆度的影响。众所周知，从成圆理论知，当h=0时，各奇次谐波μni=1（μi=1）。也即是，工件件中心高h=0，无法改善奇次谐波。在h=0的附近，有某些
坐标磨床磨削加工工作原理
坐标磨床磨削加工工作原理 双击自动滚屏发布者：jingle发布时间：2011-4-14 阅读：740次 坐标磨床的磨削加工不同于其他磨床。现对CNC坐标磨床磨削加工工作原理如下： 1、磨削一个孔时，砂轮的工作边将偏离行星主轴轴心线一个工件半径值，在磨削过程中砂轮除了本身的转动外，还必须绕行星主轴进行公转。同时，还要在龙门磨磨削过程中扩大偏心量，进行微量进给，用这种方式来得到孔的精细控制。 2、平面磨削时，行星主轴一般是不转的，而工作台沿着X向或Y向移动来实现。而砂轮的进给仍用扩大偏心半径，进行微量进给。 3、在轮廓磨削中，CNC坐标磨床是采用点位控制式（也称定点磨削），即利用X、Y坐标的移动使行星主轴中心与工件上圆弧半径的圆心重合，并用行星主轴下端的偏心滑板来微量进给控制半径尺寸。连续轨迹数控坐标磨上，则用范成法进行磨削。 4、在锥孔磨削中，采用组合式径向进给与垂直走刀搭配加工。 CNC坐标磨床几种常用的磨削方式 坐标磨削的方式一般有三种：即径向进给式磨削、切入式磨削和插磨法磨削。 1、径向进给磨削。这种方式的特点是利用砂轮的圆周面进行磨削，进给时每次砂轮沿着偏心半径的方向相对于工件作少量的移动。这是一种最常见的磨削方式，最容易掌握，因此应用最广泛。当采用陶瓷结合剂砂轮时，由于砂轮表面可以修得很平整，因此可以获得很高的尺寸精度和很低的粗糙度。这种方式的缺点是，由于砂轮受到较大的挤压力，每次进给量较小，发热量较大，要有较长的去火花清磨时间，适用于磨削各种内孔和外圆柱面。 2、切入式磨削。这种磨削方式是利用砂轮的端面来进行，也称为端面磨削，进给时砂轮龙门刨沿轴向进给。由于热量和切屑不易排出，磨削条件恶劣，为了改善磨削条件，砂轮的端面应修正成中凹的形状。在磨削时，也要特别小心，以免进给过大引起砂轮爆裂。如果没有绝对的必要（如磨削台肩面、球面、端面等），一般不采用这种方式。 3、插磨法磨削。这种方式在磨轮快速上下移动的同时，围绕着被磨零件的轮廓进行磨削。它的特点是可以采用较大的切削深度而产生的热量较小，同时其对砂轮的跳动要求比较低，故特别适用于在利用喷镀砂轮来进行磨削轮廓的场合。在小孔磨削中，由于必须采用喷镀砂轮，因此采用这种方式往往可得到比径向进给式磨削来得低的粗糙度，但与经修正的陶瓷结合剂砂轮相比，这种方式的粗糙度要大一些。
坐标磨床磨削加工工作原理 (3)上课讲义
坐标磨床磨削加工工作原理(3)
精品文档 坐标磨床磨削加工工作原理 双击自动滚屏发布者：jingle发布时间：2011-4-14 阅读：740次 坐标磨床的磨削加工不同于其他磨床。现对CNC坐标磨床磨削加工工作原理如下： 1、磨削一个孔时，砂轮的工作边将偏离行星主轴轴心线一个工件半径值，在磨削过程中砂轮除了本身的转动外，还必须绕行星主轴进行公转。同时，还要在龙门磨磨削过程中扩大偏心量，进行微量进给，用这种方式来得到孔的精细控制。 2、平面磨削时，行星主轴一般是不转的，而工作台沿着X向或Y 向移动来实现。而砂轮的进给仍用扩大偏心半径，进行微量进给。 3、在轮廓磨削中，CNC坐标磨床是采用点位控制式（也称定点磨削），即利用X、Y坐标的移动使行星主轴中心与工件上圆弧半径的圆心重合，并用行星主轴下端的偏心滑板来微量进给控制半径尺寸。连续轨迹数控坐标磨上，则用范成法进行磨削。 4、在锥孔磨削中，采用组合式径向进给与垂直走刀搭配加工。 CNC坐标磨床几种常用的磨削方式 坐标磨削的方式一般有三种：即径向进给式磨削、切入式磨削和插磨法磨削。 1、径向进给磨削。这种方式的特点是利用砂轮的圆周面进行磨削，进给时每次砂轮沿着偏心半径的方向相对于工件作少量的移动。这是一种最常见的磨削方式，最容易掌握，因此应用最广泛。当采用陶瓷结合剂砂轮时，由于砂轮表面可以修得很平整，因此可以获得很高的尺寸精度和很低的粗糙度。这种方式的缺点是，由于砂轮受到较大的挤压力，每次进给量较小，发热量较大，要有较长的去火花清磨时间，适用于磨削各种内孔和外圆柱面。 2、切入式磨削。这种磨削方式是利用砂轮的端面来进行，也称为端面磨削，进给时砂轮龙门刨沿轴向进给。由于热量和切屑不易排出，磨削条件恶劣，为了改善磨削条件，砂轮的端面应修正成中凹的形状。在磨削时，也要特别小心，以免进给过大引起砂轮爆裂。如果没有绝对的必要（如磨削台肩面、球面、端面等），一般不采用这种方式。 3、插磨法磨削。这种方式在磨轮快速上下移动的同时，围绕着被磨零件的轮廓进行磨削。它的特点是可以采用较大的切削深度而产生的热量较小，同时其对砂轮的跳动要求比较低，故特别适用于在利用喷镀砂轮来进行磨削轮廓的场合。在小孔磨削中，由于必须采用喷镀砂轮，因此采用这种方式往往可得到比径向进给式磨削来得低的粗糙度，但与经修正的陶瓷结合剂砂轮相比，这种方式的粗糙度要大一些。 收集于网络，如有侵权请联系管理员删除
ELID超精密磨削技术综述
先进制造技术课程大作业2014年10月 ELID超精密磨削技术综述 蔡智杰 天津大学机械工程学院机械工程系2014级硕士生 摘要：金属基超硬磨料砂轮在线电解修整(Electrolytic In-process Dressing, 简称ELID)磨削技术作为一种结合传统磨削、研磨、抛光为一体的复合镜面加工技术，开辟了超精密加工的新途径，具有广发的应用价值。本文将从工作原理、磨削机理、工艺特点、影响因素及磨削机床的分类等方面系统地介绍ELID超精密磨削技术，并通过分析国内外研究应用状况，阐述该技术在精密加工制造行业的应用发展前景。 关键词：在线电解修整(ELID)超精密镜面加工金属基超硬磨料砂轮硬脆材料磨削机理 0引言 随着制造行业的飞速发展，硬质合金、工程陶瓷、光学玻璃、玻璃陶瓷、淬火钢及半单晶硅等硬脆难加工材料得到广泛应用，寻求低成本、高效率的超精密加工技术的研究工作正在广泛开展。超精密镜面磨削技术是一种借助高性能的机床、良好的工具(砂轮)、完善的辅助技术和稳定的环境条件，控制加工精度在0.1μm级以下、表面粗糙度Ra<0.04μm甚至Ra<0.01μm的磨削方法[1]。然而，由于传统磨削工艺效率低、磨削力大、磨削温度高，且砂轮极易钝化、堵塞而丧失切削性能，从而造成加工面脆性破坏，加工质量恶化，难以满足高精度、高效率的加工要求。随着砂轮精密修整技术的发展及超微细粒度砂轮的使用，将磨削加工的材料去除工作引入到一个新的领域。ELID磨削技术是应用电化学反应的非传统材料去除技术来解决金属基超硬磨料砂轮的修整问题的超精密镜面加工技术，以其效率高、精度高、表面质量好、加工装置简单及适应性广等特点，已较广泛用于电子、机械、光学、仪表、汽车等领域。 1ELID磨削的基本原理 ELID(Electrolytic In-process Dressing)磨削是在磨削过程中，利用非线性电解修整作用使金属结合剂超硬磨料砂轮表层氧化层的连续修整用与钝化膜抑制电解的作用达到动态平衡。从而获得稳定厚度的氧化层，使砂轮磨粒获得恒定的出刃高度和良好的容屑空间，实现稳定、可控、最佳的磨削过程，它适用于硬脆材料进行超精密镜面磨削。 1.1 系统做成 ELID磨削的必备装置主要有磨床、电源、电解装置、电解液和砂轮五个要素。详述如表1所示： 表1 ELID磨削机床的组成 1.2系统工作原理 ELID磨削原理如图1所示。金属结合剂超硬磨料砂轮的转轴与电刷的接触而接通电源正极作为阳极，铜电极（工具电极）与电源负极相接作为阴极。砂轮与负极之间存在100~500μm的间隙（间距可调），利用喷嘴喷出具有电解功能的磨削液使之充满间隙[2]。在高电压（60~120v）和高脉冲频率电源的作用下，使磨削液电解产生阳极溶解效应，将砂轮表层的金属基体电解去除，与此同时，在砂轮表面会产生一层绝缘的钝化膜能有效抑制金属基体的过度电解，以减少砂轮基体的过分电解损耗。因为氧化膜极易磨损，从而容易使新的磨粒露出锋利的棱角以达到修锐效果。整个加工过程中电解作用与钝化膜的抑制作用达到动态平衡，保证了磨粒的恒定的突出量，使砂轮在加工过程中始终保持有磨粒突出的最佳磨削状态。该技术将砂轮的在线修整与磨削过程结合在一起，从而实现对工件的连续超精密
精密磨削
精密磨削(Precision Grinding) newmaker 1 前言 磨削(Grinding)是一种利用磨轮(Grinding Wheel)作高速旋转及微小深度（微小量），磨削工件表面或内孔，以获得精密形状及表面粗度的加工技术。 磨削加工的特色： (1)每一颗微细磨粒，其作用相当于一把细微刀刃，磨削加工，如同无数细微刀刃同时切削。 (2)可磨削硬脆材料，如硬化钢、玻璃、碳化物及陶瓷等。 (3)磨削去除率小(Low Material Removal Rate) (4)磨削速率(Cutting Speed)大，进给率(Feed Rate)及磨削深度(Depth of cut)均小，因此比马力(Specific Horse Power)相当大 HPs (Specific Horse Power)=HP(Horse Power)/MRR(Material Removal Rate) 2 深进缓给磨削(Creep Feed Grinding) 所谓深进缓给磨削(Creep Feed Grinding)简称(C.F.G)，与一般的平面磨削不一样，磨削深度(Depth of cut)增加数倍至数十倍，而进给率(Feed Rate)以相同的倍数减慢，可以增加磨削速率及增进工作表面粗度的磨削技术。CFG 机制示意图，如图（一）所示。
图一CFG机制示意图 CFG磨床之特色： (1)磨削深度（即磨削量）大，具备减震装置(Damping Device)，以维持静，动平衡。 (2)软质磨轮增进工件表面粗度。 (3)为保持磨轮表面，不被磨屑阻塞，经常保持在锐利状态，因此在其上方按装表面含有钻石磨粒之整修砂轮(Dressing Wheel)，在制程中，不断整修磨轮，使其保持真圆度及锐利状态，以维持工件品质之稳定性。 (4)为维持一定的切削速率(Cutting Speed)及磨削深度，磨轮转速不但可以无段变速，并且能够自动下降以获得理想且一致的工件品质。 3 电解磨削(Electrolytic Grinding) 电解研削(ECG)是由电解加工，亦可称为电化学加工(Electro Chemical Machining简称ECM)，亦就是反电镀(Deplating)加工与机械磨削(Mechanical Grinding)所组合之复合加工。电解磨削是1952年美国G.F Keeleric 研发成功。 电解加工原理 电解加工在原理上是将电铸的阳极金属溶解现象应用于金属加工，将预先成形为所定形状的电极隔着微小间隙(0.2~0.3mm)与被加工物表面相向，并压送电解液(electrolyte)，流速5~20m/s，以电极(electrode)为阴极，被加工物为阳极，施加一定的直流电压(5~20V)，则经电解液而通电流，被加工物从接近电极的部份开始电解，同时使电极以一定速度 (0.5~3.0mm/min)向被加工物送入，达预先设定的加工深度时，即得所希望的加工形状。
精密和超精密磨削机理
精密和超精密磨削机理 摘要阐述了精密磨削与超精密磨削的机制，介绍了近年来精密与精密磨床的发展概况 以及精密与超精密磨削技术的研究现状。在分析了精密磨削与超精密磨削的发展趋势基础上提出了研究应关注的几个热点问题，如超精密磨削的基本理论和工艺研究、研制高精度的驱动导向机构、ELID 镜面磨削技术的攻关以及适用于超精密加工的新型材料。 关键词超精密磨削原理发展 精密加工是指在一定发展时期中，加工精度和表面质量相对于一般加工能够达到较高程度的加工工艺，当前是指被加工零件的加工尺寸精度为1~0.1μm、Ra为0.2~0.01μm的加工技术；超精密加工是指加工精度和表面质量达到最高程度的精密加工工艺，当前是指被加工零件的尺寸精度高于0.1μm、Ra≤0.025μm的加工技术。因此，一般加工、精密加工和超精密加工会随着科技的不断发展像更精密的方向发展。 随着电子技术、计算机技术以及航天技术的飞速发展，对加工质量的要求越来越高，故而使精密和超精密加工占有十分重要的地位。 一超精密磨削技术的内涵 精密磨削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 (10~15μm/ 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。高精密磨削的切屑很薄，砂轮磨粒承受很高的应力，磨粒表面受高温、高压作用，一般使用金刚石和立方氮化硼等高硬度磨料砂轮磨削。高精密磨削除有微切削作用外，还可能有塑性流动和弹性破坏等作用。光磨时的微切削、滑移和摩擦等综合作用更强。超精密磨削是当代能达到最低磨削表面粗糙度值和最高加工精度的磨削方法。超精密磨削去除量最薄，采用较小修整导程和吃刀量来修整砂轮，是靠超微细磨粒等高微刃磨削作用，并采用较小的磨削用量磨削。超精密磨削要求严格消除振动，并保证恒温及超净的工作环境。超精密磨削的光磨微细摩擦作用带有一定的研抛作用性质。 二超精密磨削的特点 精密和超精密磨床是超精密磨削的关键精密和超精密磨削是在精密和超精密磨床上进行，其加工精度主要决定于机床。由于超精密磨削的精度要求越来越高，已经进入0.01μm，甚至纳米级。精密和超精密磨削是微量、超微量切除加工精密和超精密磨削是一种极薄切
磨床加工方法
磨床加工方法 工件研磨前应粗洗砂轮,进行工件粗磨 平面加工 平面加工分为粗加工和精加工,粗加工时尺寸预留0.15-0.03mm,精加工尺寸到位. 1.加工前,应把工件毛刺打掉,并测其余量. 一般工件进行对称研磨. 2.研磨第一面时,对刀后应提起0.02mm,走一刀后再下刀研,磨般选择高点对刀. 3.根据工件薄决定研磨量及吸磁大小. 4.如果工件面小且厚,则吸磁力大,进入量可多,钽不能超过0.1mm 5.工件面与厚度比例比较大,则吸满磁,进刀量最多可在0.05mm,否则工件会烧伤出现泡痕. 研磨中要加酒精冷却. 6.工件面与厚度比例非常大,即薄形工,件则视情况而减小磁力,或吸磁后完全退磁.此时进入 量在0.01mm以内,且加酒精冷却.如果有变形,则用虎钳夹住研磨.另砂轮要洗粗一些,且多洗几次砂轮. 7.第二面用同样方法研磨,完成工件粗加工.然后进行精加工.方法同上,但进刀量为 0.002-0.005mm. 8.平面的平面度一般应在0.002mm以内. 9.平面上不能有浪痕,烧伤,不能磨痕错乱. 对刀 一.以工件为准 对刀前首先要洗好砂轮侧壁,底部,确定侧壁,底部洗平. 1.平面对刀,即用砂轮底部对刀. 将砂轮摇至工件表面约1mm处,再用眼睛目视砂轮底部离工件表面有一条缝即可,此时砂轮未运转.摇动工件确定未撞上砂轮.将工件表面涂上色笔,打开砂轮,然后慢慢下刀并摇动手轮,直到漆笔被擦掉,x轴归0. 工件表面研磨过,则直接研磨,未研磨过,则应提起0.02mm后再研磨. 2.侧壁对刀.用砂轮侧壁对刀. 与底部对刀差不多,当有一条缝,后打开砂轮,摇动工件,y 轴慢慢进刀,听声音或看漆笔确定是否对上刀.此种对刀法易损伤工件,且不怎么准,非特殊情况不用. 二.以基准块为准 A 基准块 将基准块放于平台上,并靠挡板上,并敲几下,使之紧贴.用细砂轮侧壁(已洗好)碰A面(基准边),如果A面不平,则可用砂轮磨平,研磨量最多可是0.05mm以内,确定A面以后,归0.基准边设置完成,工件可靠在上面进刀研磨.此方法比在工件上对刀要准,且危险程度小.