脆性材料磨削模式与表面粗糙度

徐燕申，谢艳等。氮化硅陶瓷镶块低粗糙度15柯宏发， 张耀辉，赵燕。工程陶瓷磨削面粗糙度数 TxLsManufacture，2003，43755，767史兴宽，原京庭， 夏
力农等。硬脆材料光滑面超精磨削的研究。航空学报， 1998，192253256第作者孟剑峰，副教授，在读博士研究 生，山东大学机械工程学院机械设计现理论研究所， 2500
这是因为砂轮磨削陶瓷面的加工过程可分为砂轮磨粒与 工件面凸峰的碰撞碰撞与摩擦共同作用摩擦抛光个阶段， 当磨粒尺寸较大时，磨粒强度较高，不易破碎和脱落， 与工件之间的摩擦抛
光作用1时间增加；而粒较小时，欣粒易脱落，与工件之 间的摩擦抛光作用时间减弱。3.2磨削用量砂轮速度1评通 过陶瓷材料磨削试验认为砂轮速度越大，面粗糙度越大。 因为砂轮速
人员通过人1观论分析和试验证明，脆性材料在适当的加 工条件下仍能以塑性磨削模式进行加工，并得到粗糙度 很低的光滑面。实现脆性材料塑性域磨削的条件是砂轮 单个磨粒的最大切削
深度应小于脆性材料的临界切削深度。了08述14应用显 微压痕法建立了玻璃材料不产生裂纹时的临界切削深度。 通过应用扫描电镜观察玻璃的压痕形貌发现，要使玻璃 面的裂纹数少于
10，压痕的临界深度满足久他为材利伯断裂彻性训。通 过对磨削过程中砂轮与。1件的接触状态进行分析，得到 砂轮单个磨粒的最大切削深度为15砂轮速度08；为工件 进给速度8；
卟为欣削深度，1为砂轮动态效磨刃数酬2；为磨削常数 心为砂轮3量直抬，u，u考虑金刚石砂轮的磨粒顶角为角 形，可得砂轮动态有效磨刃数161为与磨刃密度有关的系 数；1为与
砂轮磨刃形状有关的系数。性模式。对同材料，由式2与 式3可知，砂轮的个均塍尺寸对磨削模式的影响最人，砂 轮速度件速度的影响较小，而磨削深度的影响最小。哈 工大的陈明君通过
对光学玻璃1进行超精密磨削磨削时砂轮的线速度，=120， 工件速度，=0.5，磨削深度。=1发现当用140吧金刚石砂 轮磨磨肖1校式为断裂模式，奶削1件面有尺量的磨削条
61济南市机械制造等行业2005年产业景气看跌曰前公布 的中国行业景气报告明，2005年景气看涨纺织服装业供 水供气业。景气看跌的大行业是机械制造业有色金属业 塑料制造业
汽车制造业橡胶制造业。景气持平的大行业是造纸印刷 业中药材中成药业食品，吩性洗微，也，胞，制造饮料， 1造知
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继续增大，磨削面粗糙度值迅速变小。因为此时随着磨 削深度的增加，法向力增大，同时砂轮磨损加剧，使得 实际柄削深度减小4.3.3光磨次数之献131517均指随光磨 次数的增
加，麽削面粗糙度值减小阽3.文献15还指出，光磨次左右 可得到比较稳定的加工而质2.3.4磨削液1献51认为，合珂 选抒肷削液增加冷却效果，可降低磨削面粗糙度值。而 文献
产品实施脆性材料的精密与超精密磨削提供有益的参考。 材料产品，如航今航天叫陶瓷轺承。业及民的石英玻璃 和陶瓷玻璃激光与红外光学晶体等的应用越来越广泛， 对脆性材料的粘密及
超精密加工的研究也日益深入。脆性材料虽然用途十分 广泛，但硬度高，脆性大，为了获得高质量的脆性材料 产品，克服研抛技术生产周期长产来自百度文库成本高的缺点，近 年来出现了超精密磨削
粒的寿命，增加与工件面的摩擦抛光时间；是砂轮速度 提高，磨削区的温度升高，使材料有可能发生塑性变形， 促进砂轮对工件面的挤压摩擦作用；是砂轮速度提疏单 位时间内砂轮与工件
之间的接触次数增多，对工件面的摩擦抛光作用增强。2 砂轮进给量减少，面粗糙度值减小。2为在塑性磨削模系。 可以看出，在塑性磨削模式下，随着砂轮进给量3工件速 度面的粗糙度
加工面粗糙度足1为1721；磨粒尺寸为26如时，磨削模式 为塑性，加工面粗糙度札为52 3影响脆性材料面粗糙度的 因素脆性材料的磨削模式直接影响工件的面质量，面质 量包括
面粗糙度裂纹烧伤和残余应力等。而粗糙度是描脆生材 料农面质量的参数之，也是人们在磨削加工中普遍关注 的首要问。对同材料，面粗糙度受砂轮磨粒尺寸磨削用 量，光磨次数及磨削液
加工技术。对于脆性材料的磨肖1加工，材料的磨削模式 对已加工面质量有很大的！；刻向，根据公新研究，忭 材利。迮选抒适当的参数茶件下仍能以塑性磨削模式加 工，使得磨削面的质
量等同甚至优于研抛面+因此开究脆性材料的磨削模式及 面粗糙度，以及它们与刀具和加工工艺参数之间的关系 是非常重要的，将会对脆性材料的磨削加工起到定的指 导作用。国内外研究
纹，面不透明，提面粗糙度，为5.361当砂轮为120型时， 磨削模式为断淠与塑性模式，1件庚面上的磨削条纹是断 续光磨1次光磨歆先次工作台遑度，咖金明石砂轮平均磨 粒尺寸
，作片通过磨削，玻璃砂轮的线速度，2得出如下结论当 磨粒尺寸为300如时，为断，模式，加工面粗糙度，为 47.3，8671；磨粒尺寸为12，25此1时，断裂模式占95，
等因素的综合影响。3.1砂轮磨粒尺寸糙度的关系17.由可， 砂轮磨粒尺寸越小，磨削度，值越小。这是山，砂轮磨 粒尺寸越小，同时参与磨削的磨粒越多，磨刃密度系数 越大，越易
形成塑性域磨削，所以粗糙度值越低，文献7文献12都得 出上述结论。但文，13用氧化铝砂轮光磨氮化硅陶瓷镶 块却得出与此相反的结论。即随着磨粒尺十的增人，而， 糙度值降低。
料的精密和超精密磨削加工提供更坚实的理论基础和经 验总结。5任敬心，华定安。磨削原理。西北工业大学出 版社，1988 6陈明君，董申，李旦，张飞虎。脆性材料超 精密磨削时
影响面质量因素的研究。机械工程学报，2003734 7陈明 君，张飞虎，董申等。光学玻璃塑性模式超精密磨9陈明 君，董申，张飞虎等。陶瓷材料的超精密磨削加工。13 胡军，
度增加，虽然单颗磨粒的未变形切屑厚度减小，粗糙度 应减小，为砂轮速度越大，面粗糙度越小，因为砂轮速 度增加使得单颗磨粒的未变形切屑厚度减小。其中，速 度及磨削深度更能有效
地降低灰1如粉糖度，文献13还认为，采用高的砂轮速度， 将使面粗糙度得到明显改善，其原因有个是砂轮速度提 高，磨削力降低，对化铝砂轮来说，4降低磨粒的破碎和 磨损，提高磨
值都随工作台速度的降低而降低。因工件速度减小，单 颗磨粒的未变形切屑厚度减小，所以磨削面粗糙度降低 16174磨削深度随着磨削深度的增大，磨削面的粗糙度值 变大，因为磨削
深度增大导致单颗磨粒的未变形切屑厚度增加。而文献 则得出与之不同的结论当磨削深度小于定数值时，随磨 削深度的增大，磨削面粗糖度值变大但当磨削深度大于 定数值时随磨肖1深度
13则认为，用磨削液时比不用磨削液时的加工面粗糙度 值增大，因为未加磨削液时，磨削温度高，有利于氧化 银砂轮对工件面的摩擦抛光作用。4结语综上所述，国内 外学者对脆性材料
的磨削模式和面粗糙度进行了大量的研究，给出了很多 有指导价值的结论。但由于研究条件的差别，许多结论 并不致，同时还有不少结果不明之处，有必要进行更加 深入的研究，为脆性材