磨削理论与工艺作业(湖南大学)

初期磨损；磨耗磨损；急剧磨损三个阶段 检测方法：在线、停机检测。 1.滚动复印法 2.触针法 3.光截法 4.光电自动测量 5.激光功率谱 6.电镜 观察 7.光发射 8.声发射监测法 3) 常用的砂轮修整方法 普通砂轮：车削法、滚轧法、磨削法 超硬砂轮整形：金刚石笔整形、滚压整形、磨削修整 超硬砂轮修锐：游离磨料挤轧、喷射、刚玉切入、磨削修锐、电解修锐、 液压喷射修锐 4）重点：ELID 在线电解修整
磨削深度 ap 增大，磨削力 Ft 增大；工件速度 Vw 越大，磨削力 Ft 增 大；砂轮速度 Vs 增大，磨削力 Ft 减小。
磨削深度 ap 增大，磨削温度增大；工件速度 Vw 变化对磨削热影响较 小；砂轮速度 Vs 增大，磨削温度降低。 7) 磨削力、磨削温度如何测量： 平面磨削力测量：电阻应变片式测力仪、压电晶体测力仪 外圆磨磨削力测量：外圆磨削力测量装置 内圆磨磨削力测量：工程陶瓷内圆磨削测试系统
磨削理论与工艺
姓
名
学
院
学
号
学wk.baidu.com专业
教学老师
日
期
机械与运载工程学院
机械工程 尹韶辉 2015 年 7 月 8 日
一．磨削工艺系统的基本组成 磨削加工中的磨床、磨具、磨削液、工件和夹具量具等组成磨削工艺系统。
从系统工程、信息论及控制论的观点出发，磨削工艺系统由输入—磨削过程 —输 出组成。
其中，输入包括工件、砂轮、磨削液、机床及夹具、测量机构和环境条件； 磨削过程包括弹塑性变形、切削形成、磨削热产生、砂轮磨损和界面化学 作用等现象； 磨削结果包括切屑形貌、经济性和加工质量等内容。 二．磨削原理的基本概念 1) 接触弧长： 几何接触弧长 Lg：假定为两个绝对刚性体，采用几何关系计算：lg= 运动接触弧长 Lk：考虑运动的影响，Lk 大于 Lg; 真实接触弧长 Lc:考虑各种变形和随机因素，Lc=1.15~2Lk。 2) 砂轮当量直径: 当量砂轮直径的定义为：dse=dw.ds/dw±ds 式中，“+”用于外圆磨削；“-”用于内圆磨削。平面磨削时，dw=∞，因此有 dse=ds。换句话说，当量直径就是把外圆和内圆磨削化为平面磨削时相当的 砂轮直径。除平面磨削外，dse 和 ds 的数值存在重大差别。
磨削温度测量：热电偶测量法、红外辐射测温法
三．砂轮的代号含义
1) 砂轮磨料：磨料是构成磨具的主要原料，在磨削中起切削作用。可分为 普通磨料和超硬磨料两大类。基本性能：硬度、韧性、强度、热稳定性、 化学稳定性。基本特征：几何形状、粒度等
2) 砂轮的结合剂：其作用是将众多磨粒粘在一起。可分为陶瓷结合剂（V）、 树脂结合剂（B）、橡胶结合剂（R）菱苦土结合剂、复合结合剂。
学仪器。此外，数字图像处理的方法用于精度检测将成为未来发展重要方向。
2) 表面完整性的基本定义（烧伤、裂纹、减小措施） 表面完整性：表征磨削加工表面质量，包括表面纹理指标和物理力学
性能。 磨削烧伤：实质是由于磨削加工过程中由于高温导致工件表面层材料
金相组织变化。 避免磨削烧伤措施：减少 ap，增加进给量 f，增加 Vw，减少 Vs。采
3) 磨削比: 工件的材料磨除量与砂轮磨损量之比称为磨削比。G= 4) 磨削力:磨削力起源于工件与砂轮接触后引起的弹性变形、塑性变形、切
屑形成以及磨粒和结合剂与工件表面之间的摩擦作用。磨削力可分为三 个垂直的分力，即沿砂轮切向的切向磨削力、沿砂轮径向的法向磨削力 和沿砂轮轴向的轴向磨削力。 5) 磨削温度：磨削产生大量热量，没有被切屑带走，而是留在磨削表层， 温度可高达 1000°，影响工件表面质量和使用性能，减少砂轮寿命。 6) 磨削力、磨削温度与磨削用量的关系：
2. 无火花磨削 3. 滚光加工 4. 珩磨可增大残余压应力 5. 低应力磨削
特点：一边修整一边加工 采用电化学腐蚀 绝缘层形成与磨损动态平衡 五．磨削液的种类与组成
六．表面质量 1) 表面粗糙度的测量方法：
接触式检测方法主要是触针法，是目前国内广泛采用的一种方法，经 过近七十年的充分发展，该方法成为国际唯一公认的表面粗糙度测量标 准方法。但是该方法有很大的缺陷，测量精度随触针尖端半径影响很大、 测量速度慢、实现在线检测困难、检测过程种容易对被测工件表面造成 损伤。 非接触式：白光干涉仪是利用干涉原理测量光程之差从而测定有关物理量的光
3) 磨具组织：指的是磨料、结合剂、气孔三者之间的体积关系。按照磨粒 率递减：0~15 个号
4) 普通砂轮的分类；棕刚玉（A）、白刚玉（WA）、绿碳化硅（GC） 5) 超硬磨料砂轮的种类：金刚石、CBN 6) 常用材料如何选取不同种类，不同磨粒的砂轮：
磨 45 钢、铸铁等：棕刚玉砂轮（A）40# 磨陶瓷：金刚石砂轮 磨玻璃：黑碳化硅（C）砂轮 7）砂轮线速度：Vs=wR=2πn 四．砂轮的磨损变化过程及检测方法 1) 砂轮堵塞的种类：嵌入型、粘着型、混合型 主要与材料的物理力学性能、 磨削液有关。方式（机械侵嵌 or 化学粘附） 2) 砂轮磨损的变化与检测：
用耐热钢、合理选用粗粒度砂轮、充分冷却等。
残余应力产生原因：1.冷态塑性变形 2.热态塑性变形 3.金相组织变化 三者综合结果。
残余应力超过强度极限，产生裂纹，减低工件力学性能。改善措施：
1. 提高 Vw，减少残余拉应力，消除烧伤与裂纹；减少 Ap，可减少残 余应力；降低 Vs，，可以得到残余压应力，有利。