精密磨削和超精密磨削精密加工讲义ppt课件.ppt

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1、3.1 3.1 概述概述3.2 3.2 精细磨削精细磨削3.3 3.3 超硬磨料砂轮磨削超硬磨料砂轮磨削3.4 3.4 超精细磨削超精细磨削3.5 3.5 精细和超精细砂带磨削精细和超精细砂带磨削第第3 3章章 精细磨削和超精细磨削精细磨削和超精细磨削第第1 1节节 概述概述金金刚石石刀刀具具主主要要是是对铝、铜及及其其合合金金等等资料料进展展超超精精细切切削削，而而对于于黑黑色色金金属属、硬硬脆脆资料料的的精精细与与超超精精细加加工工，那那么么主主要是运用精要是运用精细和超精和超精细磨料加工。磨料加工。所所谓精精细和和超超精精细磨磨料料加加工工，就就是是利利用用细粒粒度度的的磨磨粒粒和和微微

2、粉粉对黑黑色色金金属属、硬硬脆脆资料料等等进展展加加工工，以以得得到到高高加加工工精精度度和和低外表粗糙度低外表粗糙度值。第第1 1节 概述概述一、精一、精细和超精和超精细磨料加工方法分磨料加工方法分类第第1 1节节 概述概述一、精一、精细和超精和超精细加工磨料分加工磨料分类固固结磨料加工磨料加工将磨料或微粉与将磨料或微粉与结合合剂粘合粘合在一同，构成一定的外形并在一同，构成一定的外形并具有一定具有一定强度，再采用度，再采用烧结、粘接、涂敷等方法构成粘接、涂敷等方法构成砂砂轮、砂条、油石、砂、砂条、油石、砂带等磨具。等磨具。精细和超精细砂轮磨削精细和超精细砂轮磨削精精细砂砂轮磨磨削削：砂砂轮的

3、的粒粒度度60608080，加工精度加工精度1m1m，Ra0.025mRa0.025m；超超精精细砂砂轮磨磨削削：砂砂轮的的粒粒度度W40W40W50W50，得加工精度得加工精度0.1m0.1m，Ra0.025Ra0.0250.008m0.008m。精细和超精细砂带磨削精细和超精细砂带磨削精精细砂砂带磨磨削削：砂砂带粒粒度度W63W63W28W28，加加工精度工精度1m1m，Ra0.025;Ra0.025;超超精精细砂砂带磨磨削削：砂砂带粒粒度度W28W28W3W3，加加工精度工精度0.1m0.1m，Ra0.025Ra0.0250.008m0.008m。砂砂轮粒度粒度第第1 1节节 概述概述一

4、精一、精细和超精和超精细加工分加工分类游离磨料加工游离磨料加工磨料或微粉不是固磨料或微粉不是固结在一同，在一同，而是成游离形状。而是成游离形状。传统方法：研磨和抛光方法：研磨和抛光新方法：磁性研磨、新方法：磁性研磨、弹性性发射射加工、液体加工、液体动力抛光、液中研力抛光、液中研抛、磁流体抛光、抛、磁流体抛光、挤压研抛、研抛、放射加工等。放射加工等。第第1 1节 概述概述二、精二、精细和超精和超精细砂砂轮磨料磨具磨料磨具磨料及其磨料及其选择第第1 1节节 概述概述二、精二、精细和超精和超精细砂砂轮磨料磨具磨料磨具磨料粒度及其磨料粒度及其选择多多项选择用用180180240240普通普通磨料、磨

5、料、170/200170/200325/400325/400超硬磨料的磨粒和各种超硬磨料的磨粒和各种粒度的微粉。粒度的微粉。结合合剂及其及其选择将磨料粘合在一同，构成一定的外形，并将磨料粘合在一同，构成一定的外形，并有一定的有一定的强度。度。树脂脂结合合剂、陶瓷、陶瓷结合合剂和金属和金属结合合剂组织和和浓度及其度及其选择普通磨具中磨料的含量用普通磨具中磨料的含量用组织表示，超硬磨具中磨料的含表示，超硬磨具中磨料的含量用量用浓度表示。成形磨削、沟槽磨削、度表示。成形磨削、沟槽磨削、宽接触面平面磨削接触面平面磨削选用高用高质量量浓度；半精磨、精磨度；半精磨、精磨选用用细粒度、中粒度、中质量量浓度；

6、度；高精度、低外表粗糙度高精度、低外表粗糙度值的精的精细磨削和超精磨削和超精细磨削磨削选用用细粒度、低粒度、低质量量浓度。度。第第1 1节节 概述概述二、精二、精细和超精和超精细砂砂轮磨料磨具磨料磨具硬度及其硬度及其选择普通磨具硬度低表示磨粒易零落。普通磨具硬度低表示磨粒易零落。超硬磨具无硬度超硬磨具无硬度项目的。目的。磨具的磨具的强度度高速回高速回转时，抵抗因离心力的作用而本，抵抗因离心力的作用而本身破碎的才干。身破碎的才干。磨具的外形和尺寸及其基体磨具的外形和尺寸及其基体资料料根据机床根据机床规格和加工情况格和加工情况选择磨具磨具的外形和尺寸。的外形和尺寸。基体基体资料与料与结合合剂有关，

7、金属有关，金属结合合剂磨具多采用磨具多采用铁或或铜合金；合金；树脂脂结合合剂磨具采用磨具采用铝及合金或及合金或电木；陶木；陶瓷瓷结合合剂磨具多采用陶瓷。磨具多采用陶瓷。第第1 1节 概述概述三、精三、精细和超精和超精细涂覆磨具涂覆磨具涂覆磨具分涂覆磨具分类第第1 1节节 概述概述三、精三、精细和超精和超精细涂覆磨具涂覆磨具第第1 1节节 概述概述三、精三、精细和超精和超精细涂覆磨具涂覆磨具涂覆磨料及粒度涂覆磨料及粒度棕棕刚玉、白玉、白刚玉、玉、铬刚玉、玉、锆刚玉、黑色碳化硅、玉、黑色碳化硅、绿色碳化硅、色碳化硅、氧化氧化铁、人造金、人造金刚石等。石等。涂覆磨料的粒度无涂覆磨料的粒度无论磨粒磨粒

8、还是是微粉，都用微粉，都用P P字粒度号表示。字粒度号表示。粘接粘接剂又称胶，作用是将砂粒又称胶，作用是将砂粒结实地粘接在基底上。地粘接在基底上。动物胶：皮胶、明胶、骨胶等。用于物胶：皮胶、明胶、骨胶等。用于轻切削的干磨切削的干磨和油磨。溶于水和油磨。溶于水树脂：醇酸脂：醇酸树脂、胺基脂、胺基树脂、尿脂、尿醛树脂、酚脂、酚醛树脂脂等。用于等。用于难磨磨资料或复料或复杂形面的磨削或抛光。易形面的磨削或抛光。易溶于有机溶溶于有机溶剂高分子化合物：聚醋酸乙稀高分子化合物：聚醋酸乙稀酯。用于精。用于精细磨削。磨削。粘接性能好、耐湿、有粘接性能好、耐湿、有弹性，本性，本钱高高第第1 1节节 概述概述三、

9、精三、精细和超精和超精细涂覆磨具涂覆磨具涂覆方法涂覆方法重力落砂法重力落砂法涂覆法涂覆法静静电植砂法植砂法普普通通砂砂纸、纱布均用此法布均用此法普普通通塑塑料料膜膜资料料的的基基底底砂砂带都都用用此此法法。精精细和和超超精精细加加工工中中所所用用的的涂涂覆覆磨磨具具多用涂覆法制造。多用涂覆法制造。沙沙粒粒尖尖端端朝朝上上，砂砂带切切削削性性强，等等高高性性好好，加加工工质量好。量好。第第2 2节 精精细磨削磨削一、精一、精细磨削机理磨削机理精精细磨削主要靠砂磨削主要靠砂轮的精的精细修整，使磨粒具有微刃性和等高性，磨削后，修整，使磨粒具有微刃性和等高性，磨削后，被加工外表留下大量极微被加工外表留

10、下大量极微细的磨削痕迹，残留高度极小，加上无火花磨的磨削痕迹，残留高度极小，加上无火花磨削削阶段的作用，段的作用，获得高精度和小外表粗糙度外表。磨削机理得高精度和小外表粗糙度外表。磨削机理归纳为如下几点：如下几点：1.微刃的微切削作用微刃的微切削作用用用较小的修整速度和修整深度精小的修整速度和修整深度精细修整砂修整砂轮，使磨粒微，使磨粒微细破碎而破碎而产生微刃生微刃2.微刃的等高切削作用微刃的等高切削作用分布在砂分布在砂轮表表层的同一深度上的微刃数量多、等高性好，使加工外表的残的同一深度上的微刃数量多、等高性好，使加工外表的残留高度极小。留高度极小。3.微刃的滑微刃的滑挤、摩擦、抛光作用、摩擦

11、抛光作用锋利的微刃随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化，等高性得到改善。磨削区的高温使金属软化，化，钝化微刃的滑擦和化微刃的滑擦和挤压将工件外表凸峰将工件外表凸峰辗平，外表粗糙度数平，外表粗糙度数值减小。减小。第第2 2节 精精细磨削磨削二、精二、精细磨削砂磨削砂轮选择 精精细细磨削磨削时时所用砂所用砂轮轮的的选择选择以易以易产产生和生和坚坚持微刃及其持微刃及其等高性等高性为为原那么。原那么。磨削磨削钢钢件及件及铸铁铸铁件件时时，采用，采用刚刚玉磨料玉磨料 韧韧性性较较高、能高、能坚坚持微刃性和等高性持微刃性和等高性 较较好，好，单单晶晶刚刚玉最好，白玉最好，白刚刚玉、

12、玉、铬铬刚刚玉运用最普遍。碳化硅磨料玉运用最普遍。碳化硅磨料韧韧性差，性差，颗颗粒呈粒呈针针片状，片状，修整修整时难时难以构成等高性好的微刃，磨削以构成等高性好的微刃，磨削时时，微刃易，微刃易产产生生微微细细破裂，不易破裂，不易坚坚持微刃性和等高性。持微刃性和等高性。第第2 2节 精精细磨削磨削二、精二、精细磨削砂磨削砂轮选择 砂砂轮轮的粒度可的粒度可选择选择粗粒度和粗粒度和细细粒度两粒度两类类。粗粒度。粗粒度经过经过精精细细修整，修整，微刃切削作用是主要的；微刃切削作用是主要的；细细粒度粒度经过经过精精细细修整，半修整，半钝态钝态微刃在适微刃在适当当压压力下与工件外表的摩擦抛光作用比力下与工

13、件外表的摩擦抛光作用比较显较显著，可以得到著，可以得到质质量更量更高的加工外表和砂高的加工外表和砂轮轮运用寿命。运用寿命。结结合合剂选择树剂选择树脂脂类较类较好，参与石墨填料可加好，参与石墨填料可加强强摩擦抛光作用。摩擦抛光作用。对对粗粒度砂粗粒度砂轮轮也可用陶瓷也可用陶瓷结结合合剂剂，加工效果也不，加工效果也不错错。第第2 2节 精精细磨削磨削三、精三、精细磨削磨削时的砂的砂轮修整修整砂砂轮修整是精修整是精细磨削的关磨削的关键，有，有单粒金粒金刚石修整、石修整、金金刚石粉末石粉末烧结型修整器修整和金型修整器修整和金刚石超声波修石超声波修整等。整等。砂砂轮的修整用量有修整速度、修整深度、修整次

14、的修整用量有修整速度、修整深度、修整次数和光修次数。修整速度越小工件外表粗糙度数和光修次数。修整速度越小工件外表粗糙度值越小，但太小工件易越小，但太小工件易烧伤，普通，普通为1015mm/min，修整深度，修整深度为2.5m/单行程，精修次行程，精修次数数23次，光修次数次，光修次数1次次单行程光修是无修整行程光修是无修整深度修整，是深度修整，是为了去除砂了去除砂轮外表个外表个别突出微刃。突出微刃。修整器低于砂修整器低于砂轮中心中心0.5-1.5mm0.5-1.5mm，向上，向上倾斜斜10-1510-15此此时金金刚石受力小，运用石受力小，运用寿命寿命长第第2 2节 精精细磨削磨削四、精四、精

15、细磨床磨床 精精细细磨削要在精磨削要在精细细磨床上磨床上进进展。精展。精细细磨床磨床应满应满足足的要求：的要求：1、高几何精度：主要有砂、高几何精度：主要有砂轮轮主主轴轴回回转转精度和精度和导轨导轨平直度，以保平直度，以保证证工件的几何外形精度要求，主工件的几何外形精度要求，主轴轴轴轴承普通采用承普通采用动压动压和和动动静静压组压组合合轴轴承。承。2、低速、低速进给进给运运动动的的稳稳定性：要求无爬行和冲定性：要求无爬行和冲击击景景象，能平象，能平稳稳任任务务。特殊。特殊设计设计液液压压系系统统，采取排除空，采取排除空气、低流量气、低流量节节流流阀阀、任、任务务台台导轨压导轨压力光滑。力光滑。

16、第第2 2节 精精细磨削磨削四、精四、精细磨床磨床 精精细细磨削要在精磨削要在精细细磨床上磨床上进进展。精展。精细细磨床磨床应满应满足足的要求：的要求：3、减少振、减少振动动 1 电动电动机的机的转转子子应进应进展展动动平衡，平衡，电动电动机与砂机与砂轮轮架之架之间进间进展隔振；展隔振；2 砂砂轮轮要要进进展展动动平衡；平衡；3 精精细细磨床最好安装在防振地基上。磨床最好安装在防振地基上。第第2 2节 精精细磨削磨削五、精五、精细磨削用量磨削用量砂砂轮速度速度普通在普通在151530m/s30m/s，速度提高，速度提高，切削作用加切削作用加强，对粗糙度不利。粗糙度不利。普通在普通在6 612m

17、/min12m/min。速度。速度较高，易高，易产生振生振动；较低易低易产生生烧伤和螺旋形等缺陷。和螺旋形等缺陷。任任务速度速度工件工件纵向向进给量量普通普通为5050100mm/min100mm/min或或0.06-0.5mm/r0.06-0.5mm/r。不易。不易过大，大，过大会大会产生生烧伤、螺旋形、多角形等缺陷。、螺旋形、多角形等缺陷。第第2 2节 精精细磨削磨削五、精五、精细磨削用量磨削用量横向横向进给量吃刀量量吃刀量普通取普通取0.60.62.5m/2.5m/单行程，不能超越微刃高行程，不能超越微刃高度。度。横向横向进给次数次数由于磨削余量由于磨削余量为2-5m2-5m，单行程次数

18、普通行程次数普通约2 23 3次次光磨无火花磨削光磨无火花磨削粗粒度砂粗粒度砂轮精精细修整后，光磨次数采用修整后，光磨次数采用5 58 8次；次；细粒粒度砂度砂轮精精细修整后，光磨次数采用修整后，光磨次数采用10102525次。次。第第3 3节 超硬磨料砂超硬磨料砂轮磨削磨削一、超硬磨料砂一、超硬磨料砂轮磨削特点磨削特点可用来加工各种高硬度、高脆性金属可用来加工各种高硬度、高脆性金属资料和非金属料和非金属资料。料。如硬如硬质合金、陶瓷、玻璃、半合金、陶瓷、玻璃、半导体、石材等。立方氮化硼砂体、石材等。立方氮化硼砂轮磨削磨削时，热稳定性好，化学惰性定性好，化学惰性强，不易与，不易与铁素元素素元素

19、产生生亲和作用和化学反响，加工黑色金属和作用和化学反响，加工黑色金属时，有，有较高的耐磨性。高的耐磨性。磨削才干磨削才干强，耐磨性好，耐用度高，易于控制加工尺寸及，耐磨性好，耐用度高，易于控制加工尺寸及实现加工自加工自动化。化。磨削力小，磨削温度低，加工外表磨削力小，磨削温度低，加工外表质量好，无量好，无烧伤、裂、裂纹和和组织变化。化。磨削效率高。磨削效率高。综合本合本钱低。低。整形整形对砂砂轮进展微量切削，使砂展微量切削，使砂轮到达所要求的几何外形精到达所要求的几何外形精度，并使磨料尖端度，并使磨料尖端细微破碎，微破碎，构成构成锋利的磨削刃。利的磨削刃。修修锐去除磨粒去除磨粒间的的结合合剂，

20、使磨粒，使磨粒间有一定的容屑空有一定的容屑空间，并使磨刃突，并使磨刃突出于出于结合合剂之外普通是磨粒尺之外普通是磨粒尺寸的寸的1/3左右，构成切削刃。左右，构成切削刃。第第3 3节 超硬磨料砂超硬磨料砂轮磨削磨削二、超硬磨料砂二、超硬磨料砂轮修整修整修整修整过程程第第3 3节节 超硬磨料砂轮磨削超硬磨料砂轮磨削二、超硬磨料砂二、超硬磨料砂轮修整修整方法修整修整方法车削法削法用用单点、聚晶金点、聚晶金刚石笔，修整片等石笔，修整片等车削金削金刚石砂石砂轮到达修整目的。修整精度和效率高，但切削才干差。到达修整目的。修整精度和效率高，但切削才干差。磨削法磨削法用普通磨料砂用普通磨料砂轮或砂或砂块与超硬

21、磨料砂与超硬磨料砂轮对磨磨进展修整，普展修整，普通磨料磨粒被破碎，切削超硬磨料砂通磨料磨粒被破碎，切削超硬磨料砂轮上的上的树脂、陶瓷、脂、陶瓷、金属金属结合合剂，致使超硬磨粒就会零落。目前最，致使超硬磨粒就会零落。目前最为广泛采用广泛采用的修整法。的修整法。第第3 3节节 超硬磨料砂轮磨削超硬磨料砂轮磨削二、超硬磨料砂二、超硬磨料砂轮修整修整方法修整修整方法软钢磨削整形法磨削整形法单滚轮法法双双滚轮法法用用长切屑刮出切屑刮出结合合剂。效率低，效率低，质量不量不稳。第第3 3节节 超硬磨料砂轮磨削超硬磨料砂轮磨削二、超硬磨料砂二、超硬磨料砂轮修整修整方法修整修整方法滚压挤轧法法用碳化硅、用碳化硅

22、刚玉、硬玉、硬质合金或合金或钢铁等制成修整等制成修整轮，与超硬磨料砂与超硬磨料砂轮在一定在一定压力下力下进展自在展自在对滚，使，使结合合剂破裂构成容屑空破裂构成容屑空间，并使超硬磨粒外表崩，并使超硬磨粒外表崩碎构成微刃。参与碳化硅、碎构成微刃。参与碳化硅、刚玉等游离磨料，依玉等游离磨料，依托游离磨料托游离磨料挤轧作用作用进展修展修锐。1振振动动机机；2气气源源；3紧紧缩缩空空气气；4流流量量调调整整阀阀；5磨磨料料或或玻玻璃璃球球；6筛筛网网；7电电磁磁阀阀；8高高压压空空气气及及磨磨料料；9喷喷嘴嘴；10磨磨料料或或玻玻璃璃球球；11修修整整轮轮；12超超硬硬磨磨料料砂砂轮轮第第3 3节节

23、 超硬磨料砂轮磨削超硬磨料砂轮磨削二、超硬磨料砂二、超硬磨料砂轮修整修整放射放射法法修修锐效果好效果好第第3 3节节 超硬磨料砂轮磨削超硬磨料砂轮磨削二、超硬磨料砂二、超硬磨料砂轮修整修整电加工法加工法电解修解修锐法法利利用用电化化学学腐腐蚀作作用用蚀除除金金属属结合合剂，可可方方便便实如如今今线修修锐。多多用用于于金金属属结合合剂砂砂轮的的修修锐，非非金金属属结合合剂砂砂轮无无效效。不不能能用用于于整整形形，电刷易刷易损第第3 3节节 超硬磨料砂轮磨削超硬磨料砂轮磨削二、超硬磨料砂二、超硬磨料砂轮修整修整电火花修整法火花修整法电火花放火花放电加工，加工，适用于各种金属适用于各种金属结合合剂砂

24、砂轮。假。假设在在结合合剂中参中参与石墨粉，可用与石墨粉，可用于于树脂、陶瓷脂、陶瓷结合合剂砂砂轮。既可。既可整形，又可修整形，又可修锐。第第3 3节节 超硬磨料砂轮磨削超硬磨料砂轮磨削二、超硬磨料砂二、超硬磨料砂轮修整修整超声波振超声波振动修整法修整法用受激振用受激振动的的簧片或超声波簧片或超声波振振动头驱动的的幅板作幅板作为修整修整器，并在砂器，并在砂轮和修整器和修整器间放放入游离磨料撞入游离磨料撞击砂砂轮的的结合合剂，使超硬磨，使超硬磨粒突出粒突出结合合剂。第第3 3节节 超硬磨料砂轮磨削超硬磨料砂轮磨削三、超硬磨料砂三、超硬磨料砂轮磨床磨床超精超精细磨削磨削对磨床的要求：磨床的要求：1

25、 1要求磨床的精度要求磨床的精度较高。高。砂砂轮主主轴回回转精度其径向跳精度其径向跳动应0.01mm0.01mm，端面，端面圆跳跳动0.005mm0.005mm。2 2比普通磨床比普通磨床刚度提高度提高5050左右。左右。3 3进给系系统精度高、精度高、进给速度均匀准确。速度均匀准确。纵向向进给速度最小可达速度最小可达0.3m/min0.3m/min，横向，横向进给最小可最小可达达0.0010.0010.002mm/0.002mm/单行程。行程。第第3 3节节 超硬磨料砂轮磨削超硬磨料砂轮磨削三、超硬磨料砂三、超硬磨料砂轮磨床磨床超精超精细磨削磨削对磨床的要求：磨床的要求：4 4各运各运动件和

26、主件和主轴回回转部分、部分、进给运运动导轨部分有部分有可靠的密封防超硬磨料可靠的密封防超硬磨料进入。入。5 5有比有比较完善的磨削液完善的磨削液处置系置系统，防止超硬磨料，防止超硬磨料对磨削液系磨削液系统的磨的磨损。6 6采取相采取相应的防振、隔振措施。的防振、隔振措施。第第3 3节 超硬磨料砂超硬磨料砂轮磨削磨削四、超硬磨料砂四、超硬磨料砂轮磨削工磨削工艺磨削用量磨削用量选择磨削速度磨削速度人造金人造金刚石砂石砂轮的磨削速度的磨削速度为1230m/s热稳定性定性700-800，立方氮化硼砂，立方氮化硼砂轮的磨的磨削速度削速度为4560m/s热稳定性好定性好.磨削深度磨削深度磨削深度普通磨削深

27、度普通为0.0020.0020.01mm0.01mm，粗粒度、金属粗粒度、金属结合合剂砂砂轮可取可取较大，立方氮化硼砂大，立方氮化硼砂轮比金比金刚石砂石砂轮可稍大。可稍大。第第3 3节 超硬磨料砂超硬磨料砂轮磨削磨削四、超硬磨料砂四、超硬磨料砂轮磨削工磨削工艺磨削用量磨削用量选择工件速度工件速度普通普通为101020m/min20m/min对磨削效果影响磨削效果影响较小，小，过高会使砂高会使砂轮磨磨损添加，出添加，出现振振动和噪声和噪声纵向向进给速度速度普通在普通在0.450.451.5m/min1.5m/min，对工件工件磨削外表粗糙度影响磨削外表粗糙度影响较大，粗糙大，粗糙度要求小，度要求

28、小，应取小取小值。第第3 3节节 超硬磨料砂轮磨削超硬磨料砂轮磨削四、超硬磨料砂四、超硬磨料砂轮磨削工磨削工艺磨削液磨削液选择磨削液的作用磨削液的作用极极压性：是指切削液与金属外表起作用，构成一性：是指切削液与金属外表起作用，构成一层结实的光滑膜，在磨削区域的高的光滑膜，在磨削区域的高压下有良好的光滑下有良好的光滑和抗粘着性能。和抗粘着性能。降低磨削温度，减少磨削力，改善磨削外表降低磨削温度，减少磨削力，改善磨削外表质量，量，提高磨削效率和砂提高磨削效率和砂轮寿命。寿命。光滑、冷却、清洗性能，尚有浸透性、防光滑、冷却、清洗性能，尚有浸透性、防锈性、防性、防腐性、防火性、切削性和极腐性、防火性、

29、切削性和极压性等性等第第3 3节 超硬磨料砂超硬磨料砂轮磨削磨削四、超硬磨料砂四、超硬磨料砂轮磨削工磨削工艺磨削用量磨削用量选择磨削速度磨削速度人造金人造金刚石砂石砂轮的磨削速度的磨削速度为1230m/s热稳定性定性700-800，立方氮化硼砂，立方氮化硼砂轮的磨的磨削速度削速度为4560m/s热稳定性好定性好.磨削深度磨削深度磨削深度普通磨削深度普通为0.0020.0020.01mm0.01mm，粗粒度、金属，粗粒度、金属结合合剂砂砂轮可取可取较大，立方氮化硼砂大，立方氮化硼砂轮比金比金刚石石砂砂轮可稍大。可稍大。第第3 3节 超硬磨料砂超硬磨料砂轮磨削磨削四、超硬磨料砂四、超硬磨料砂轮磨削

30、工磨削工艺磨削用量磨削用量选择工件速度工件速度普通普通为101020m/min20m/min对磨削效果影响磨削效果影响较小，小，过高会使砂高会使砂轮磨磨损添加，出添加，出现振振动和噪声和噪声纵向向进给速度速度普通在普通在0.450.451.5m/min1.5m/min，对工件磨工件磨削外表粗糙度影响削外表粗糙度影响较大，粗糙度要大，粗糙度要求小，求小，应取小取小值。第第3 3节 超硬磨料砂超硬磨料砂轮磨削磨削五、超硬磨料砂五、超硬磨料砂轮的平衡的平衡静平衡静平衡动平衡平衡 力矩平衡，用于窄砂力矩平衡，用于窄砂轮轮的平衡，是在一个平面上的平衡。的平衡，是在一个平面上的平衡。1 机外静平衡架上平衡

31、机外静平衡架上平衡 2 机上机上动态动态平衡平衡 3 机外机外动态动态平衡平衡 力偶平衡，用于力偶平衡，用于宽宽砂砂轮轮和多砂和多砂轮轴轮轴的平衡，是在一个有一的平衡，是在一个有一定定长长度的体上度的体上进进展力偶平衡。展力偶平衡。普通在普通在动动平衡机上平衡机上进进展。展。第第4 4节 超精超精细磨削磨削一、超精一、超精细磨削和磨削和镜面磨削面磨削超超精精细磨磨削削的的加加工工精精度度到到达达或或高高于于0.1m0.1m，外外表表粗粗糙糙度度RaRa低低于于0.025m0.025m，是是一一种种亚微微米米级的的加加工工方方法法；对于于钢、铁资料料和和陶陶瓷瓷、玻玻璃璃等等硬硬脆脆资料料是是一

32、一种种重重要要的的加加工工方方法法。镜面面磨磨削削加加工工外外表表粗粗糙糙度度RaRa到到达达0.020.020.01m0.01m，属属于于精精细和超精和超精细磨削范畴。磨削范畴。超精细磨削的特点：超精细磨床是超精细磨削的关键；超精细磨削是一种超微量去除加工；超精细磨削是一个高精度、高稳定 性的系统工程。第第4 4节 超精超精细磨削磨削二、超精二、超精细磨削机理磨削机理超微量切除超微量切除1.超精超精细磨削是一种极薄切削，切削厚度极小，磨削深度能磨削是一种极薄切削，切削厚度极小，磨削深度能够小小2.于晶粒的大小，磨削就在晶粒内于晶粒的大小，磨削就在晶粒内进展，因此磨削力一定要超越展，因此磨削力

33、一定要超越3.晶体内部非常大的原子、分子晶体内部非常大的原子、分子结合力，从而磨粒上所接受的切合力，从而磨粒上所接受的切4.应力就急速地添加并力就急速地添加并变得非常大，能得非常大，能够接近被磨削接近被磨削资料的剪切料的剪切5.强度极限。度极限。6.磨粒切削刃磨粒切削刃处遭到高温暖高遭到高温暖高压作用，要求磨粒作用，要求磨粒资料有很高的高料有很高的高7.温温强度和高温硬度。度和高温硬度。8.普通磨料在普通磨料在这种情况下会很快磨种情况下会很快磨损或崩裂，以随机方式不断形或崩裂，以随机方式不断形9.成新切削刃，成新切削刃，虽可延可延续磨削，但得不到高精度小外表粗糙度的磨削，但得不到高精度小外表粗

34、糙度的10.磨削磨削质量。量。11.因此，在超精因此，在超精细磨削磨削时，普通采用人造金，普通采用人造金刚石、立方氮化硼等石、立方氮化硼等12.超硬磨料砂超硬磨料砂轮。第第4 4节节 超精细磨削超精细磨削二、超精二、超精细磨削机理磨削机理磨削加工磨削加工过程程单颗粒磨削粒磨削1磨粒是一磨粒是一颗具有具有弹性支承性支承结合合剂的和大的和大负前角切削刃的前角切削刃的弹性体。性体。2磨粒切削刃的切入深度是从零开磨粒切削刃的切入深度是从零开始逐始逐渐添加，到达最大添加，到达最大值再逐再逐渐减减少，最后到零。少，最后到零。3磨粒磨削磨粒磨削时在工件的接触在工件的接触过程中，程中，开开场是是弹性区，性区，

35、继而塑性区、切削区、而塑性区、切削区、塑性区，最后是塑性区，最后是弹性区。性区。4超精超精细磨削磨削时有微切削作用、塑性有微切削作用、塑性流流动和和弹性破坏作用，同性破坏作用，同时还有滑擦有滑擦作用。作用。第第4 4节节 超精细磨削超精细磨削磨削加工磨削加工过程程 磨削加工是无数磨粒的延续磨削。加工的本质是工件被磨削的表层，在无数磨粒瞬间的挤压，摩擦作用下产生变形，而后转为磨屑，并构成光洁外表的过程。磨削过程可分为三个阶段：砂轮外表的磨粒与工件资料接触，发生弹性变形，磨粒继续切入工件切削深度添加，工件材料进入塑性阶段，资料晶粒发生滑移。塑性变形不断增大，当力到达工件的强度极限时，被磨削层资料产

36、生挤裂，即进入切削阶段，最后被切离。当磨削切入量到达最大值后，逐渐减少，最后到零，同时阅历塑性区和弹性区。二、超精二、超精细磨削机理磨削机理第第4 4节 超精超精细磨削磨削三、超精三、超精细磨床磨床超精超精细磨床的特点磨床的特点 1 高精度高精度 尺寸精度：尺寸精度：0.250.5m 圆圆度：度：0.250.1m 圆圆柱度：柱度：25000：0.255000：1m 外表粗糙度：外表粗糙度：Ra0.0060.01m 2 高高刚刚度度 刚刚度度值值普通普通应应在在200N/m以上以上 3 高高稳稳定性定性 4 微微进给进给安装安装 使砂使砂轮获轮获得行程得行程为为250m，位移精度，位移精度为为0

37、020.2m，分辨率达分辨率达 0.010.1m。5 计计算机数控算机数控第第4 4节节 超精细磨削超精细磨削三、超精三、超精细磨床磨床超精超精细磨床的构造磨床的构造超精超精细磨床在构造上的开展磨床在构造上的开展趋势：1 1主主轴轴承由承由动压向向动静静压和静和静压开展，由液体静开展，由液体静压向空气向空气静静压开展。开展。(空气静空气静压轴承精度高、承精度高、发热小小稳定、任定、任务环境易清境易清洁，但要，但要留意提高承留意提高承载才干才干)2 2多采用空气静多采用空气静压导轨，也有采用精，也有采用精细研磨配制的研磨配制的镶钢滑滑动导轨。3 3床身、任床身、任务台等逐台等逐渐采用采用稳定性

38、好的天然或人造花定性好的天然或人造花岗岩。岩。4 4整个机床采用整个机床采用对称构造、密封构造、淋浴构造等称构造、密封构造、淋浴构造等热稳定定性措施。性措施。第第4 4节 超精超精细磨削磨削四、超精四、超精细磨削工磨削工艺 砂砂轮线轮线速度：速度：1860m/min 工件工件线线速度：速度：410m/min 任任务务台台纵纵向向进给进给速度：速度：50100mm/min 磨削深度：磨削深度：0.51m 磨削横磨削横进给进给次数：次数：24次次 无火花磨削次数：无火花磨削次数：35次次 磨削用量：磨削用量：25m第第4 4节 超精超精细磨削磨削五、超硬微粉砂五、超硬微粉砂轮超精超精细磨削磨削超硬

39、微粉砂超硬微粉砂轮超精超精细磨削机理磨削机理与超精与超精细磨削的机理根本一磨削的机理根本一样，在磨削，在磨削过程中微切削作程中微切削作用仍是主要的，用仍是主要的，还有塑性流有塑性流动和滑移和滑移变形。塑性流形。塑性流动是是由于磨粒与被加工外表磨擦所由于磨粒与被加工外表磨擦所产生的冷塑性流生的冷塑性流动以及高以及高速速时磨粒磨擦磨粒磨擦发热所引起的；滑移所引起的；滑移变形是由于形是由于资料晶体料晶体内存在位内存在位错缺陷或微裂缺陷或微裂纹所所产生的。生的。最初最初为解解释晶体的塑性晶体的塑性变形而提出的一种原子形而提出的一种原子陈列缺陷模型晶体滑移列缺陷模型晶体滑移时，已滑移部分与未滑移，已滑移

40、部分与未滑移部分在滑移面上的分界，称部分在滑移面上的分界，称为位位错，又可称，又可称为差排。它是一种差排。它是一种线缺陷根本型式有两种：缺陷根本型式有两种：滑移方向与位滑移方向与位错线垂直的称垂直的称为刃型位刃型位错；滑；滑移方向与位移方向与位错线平行的称平行的称为螺型位螺型位错位位错的存在曾的存在曾经为电子子显微微镜等察看所等察看所证明明实践晶践晶体在生体在生长，变形等形等过程中都会程中都会产生位生位错它它对晶晶体的塑性体的塑性变形，相形，相变，分散，分散，强度等都有很大影度等都有很大影响响 位位错第第4 4节节 超精细磨削超精细磨削五、超硬微粉砂五、超硬微粉砂轮超精超精细磨削磨削超硬微粉砂

41、超硬微粉砂轮超精超精细磨削特点磨削特点1.由于磨料是微粉由于磨料是微粉级级，粒度很，粒度很细细，磨削可，磨削可获获得极小的外表粗糙得极小的外表粗糙度和很高的几何尺寸和外形精度；度和很高的几何尺寸和外形精度；2.是一种固是一种固结结磨料的微量去除加工方法，加工效率高；磨料的微量去除加工方法，加工效率高；3.磨料粒度很磨料粒度很细细，容屑空，容屑空间间很小，磨削容易堵塞，需求很小，磨削容易堵塞，需求进进展在展在线线修整，才干保修整，才干保证证磨削的正常磨削的正常进进展和加工展和加工质质量；量；4.磨削要在超精磨削要在超精细细磨床上磨床上进进展，机床上展，机床上应应有微有微进给进给安装，安装，设备设

42、备价价钱钱高。高。超硬微粉砂超硬微粉砂轮超精超精细磨削运用磨削运用已已胜利用于加工各种非金属利用于加工各种非金属资料和有色金属及其合金料和有色金属及其合金资料零件料零件中的各种外表加工。中的各种外表加工。第第5 5节 精精细和超精和超精细砂砂带磨削磨削砂砂带磨削方式磨削方式闭式砂式砂带磨削磨削开式砂开式砂带磨削磨削采用无接采用无接头或有接或有接头的的环形砂形砂带，经过张紧轮撑撑紧，由，由电动机机经过接触接触轮带动砂砂带高速回高速回转，工件回，工件回转，砂，砂带头架或任架或任务台台纵向及横向向及横向进给运运动，从而，从而对工件工件进展磨展磨削。效率高、噪声大、易削。效率高、噪声大、易发热，用于粗

43、用于粗、半精和精加工。半精和精加工。采用成卷砂采用成卷砂带，由，由电动机机经减速机构减速机构经过卷卷带轮带动砂砂带作极作极缓慢的挪慢的挪动，砂，砂带绕过接触接触轮并以一定的任并以一定的任务压力与工件被加力与工件被加工外表接触，工件回工外表接触，工件回转，砂，砂带头架或任架或任务台台纵向及横向向及横向进给，从而，从而对工件工件进展磨削。展磨削。砂砂带在磨削在磨削过程中的延程中的延续缓慢挪慢挪动，切削，切削区不断出区不断出现新砂粒，磨削新砂粒，磨削质量高且量高且稳定，定，磨削效果好。效率不如磨削效果好。效率不如闭式磨削，用于精式磨削，用于精细和超精和超精细磨削。磨削。一、砂一、砂带磨削方式、特

44、点和运用范磨削方式、特点和运用范围闭式砂式砂带磨削磨削砂砂带磨削分磨削分类：按砂按砂带与工件接触方式与工件接触方式分分为接触接触轮式、支承板式、支承板轮式、自在浮式、自在浮动接接触式和自在接触式。触式和自在接触式。按加工外表按加工外表类型分型分为外外圆、内、内圆、平面、成形、平面、成形外表等磨削方式。外表等磨削方式。开式砂开式砂带磨削磨削第第5 5节节 精细和超精细砂带磨削精细和超精细砂带磨削一、砂一、砂带磨削方式、特点和运用磨削方式、特点和运用砂砂带磨削特点磨削特点1 砂砂带带与工件是柔性接触，磨粒与工件是柔性接触，磨粒载载荷小而均匀，砂荷小而均匀，砂带带磨削磨削 工件外表工件外表质质量高，

45、外表粗糙度可达量高，外表粗糙度可达Ra 0.050.01m，砂砂带带磨削又称磨削又称“弹弹性磨削。性磨削。2 砂砂带带制造制造时时，用静，用静电电植砂法易于使磨粒有方向性，力、植砂法易于使磨粒有方向性，力、热热作用小，有作用小，有较较好的切削性，有效地减小了工件好的切削性，有效地减小了工件变变形和形和 外表外表烧伤烧伤。工件的尺寸精度可达。工件的尺寸精度可达50.5m，平面度可达，平面度可达 1m。砂。砂带带磨削又有磨削又有“冷冷态态 磨削之称。磨削之称。3 砂砂带带磨削效率高，无需修整，有磨削效率高，无需修整，有“高效磨削之称。高效磨削之称。4 砂砂带带制造制造简简一方便，无一方便，无烧结烧

46、结、动动平衡等平衡等问题问题，价，价钱钱也便也便 宜，砂宜，砂带带磨削磨削设备设备构造构造简单简单，有，有“廉价磨削之称。廉价磨削之称。5 砂砂带带磨削有磨削有宽宽广的工广的工艺艺性和运用范性和运用范围围、很、很强强的的顺应顺应性，性，有有“万能磨削之称。万能磨削之称。第第5 5节节 精细和超精细砂带磨削精细和超精细砂带磨削一、砂一、砂带磨削方式、特点和运用磨削方式、特点和运用砂砂带磨削特点磨削特点砂砂带研抛加工：是在砂研抛加工：是在砂带磨削的根底上出磨削的根底上出现的，是一种精的，是一种精细和超精和超精细加工方法，其加工加工方法，其加工为开式砂开式砂带磨削方式，用磨削方式，用细粒度粒度砂粒，

47、以聚砂粒，以聚酯薄膜作薄膜作为基底的砂基底的砂带。1接触接触轮外外缘资料料为橡胶、塑料橡胶、塑料时，加工，加工时的抛光作用的抛光作用强；2接触接触轮外外缘资料料为钢铁、铜、胶木、胶木时，加工，加工时的研磨作的研磨作 用用强；3接触接触轮外外缘资料料为半半软半硬半硬时，加工，加工时研磨、抛光兼有。研磨、抛光兼有。砂砂带磨削的缺陷：砂磨削的缺陷：砂带磨削不能加工窄退刀槽的磨削不能加工窄退刀槽的阶梯梯轴、阶梯孔、盲小孔、梯孔、盲小孔、齿轮等，等，对外形和位置精度要求高的也不如外形和位置精度要求高的也不如精精细砂砂轮磨削。磨削。第第5 5节 精精细和超精和超精细砂砂带磨削磨削二、砂二、砂带磨削机理磨削

48、机理图3-263-26砂砂轮磨削和砂磨削和砂带磨削的接触区磨削的接触区和和载荷分布情况荷分布情况砂砂带磨磨削削时，弹性性变形形区区的的面面积较大大，使使磨磨粒粒接接受受的的载荷荷减减小小，载荷荷值也也较均均匀匀，且且有有减减振振作作用用。砂砂带磨磨削削时资料料的的塑塑性性变形形和和摩摩擦擦力力均均较砂砂轮磨磨削削时减减小小，力力和和热的的作作用用降降低低，工工件件温温度度降降低低。砂砂带粒粒度度均均匀匀、等等高高性性好好，磨磨粒粒尖尖刃刃向向上上，有有方方向向性性，且且切切削削刃刃间隔隔长，切切屑屑不不易易堵堵塞塞，有有较好好的的切切削性。削性。但提高工件几何精度有困但提高工件几何精度有困难。

49、有有砂砂轮磨磨削削的的滑滑擦擦、耕耕犁犁、切切削削；磨磨粒粒挤压，使使加加工工外外表表产生生塑塑性性变形形、硬硬化化和和断断裂裂；摩摩擦擦升升温温引引起起热塑塑性性流流动。砂砂带磨磨削削兼兼有有磨磨削削、研研磨磨和和抛抛光光的的综协作用，是一种复合加工。作用，是一种复合加工。第第5 5节 精精细和超精和超精细砂砂带磨削磨削三、精三、精细砂砂带磨床和砂磨床和砂带头架架砂砂带磨削磨削头架架闭式磨式磨削削头架架组成：成：接触接触轮或或支撑板、支撑板、自自动轮、张紧轮、张紧机构、机构、调偏机构、偏机构、电动机、机、基座等。基座等。砂砂带磨床与砂磨床与砂轮磨床只需磨床只需头架不同。架不同。第第5 5节节

50、 精细和超精细砂带磨削精细和超精细砂带磨削开式磨开式磨削削头架架电机机9-9-减速器减速器11-11-卷卷带轮5-5-带动砂砂带缓慢挪慢挪动。1 1和和7 7产生的摩擦阻尼使生的摩擦阻尼使砂砂带在挪在挪动中中坚持撑持撑紧。挪。挪动油缸油缸4 4经杠杆杠杆3 3使接触使接触轮2 2移向或分开工件。卷移向或分开工件。卷状砂状砂带装在砂装在砂带轮上，上，经过斜面撑斜面撑紧机构，由三条滑机构，由三条滑块撑撑紧，拧紧或松开或松开带锥面的螺母，可方便装卸砂面的螺母，可方便装卸砂带。砂。砂带设置在上方。置在上方。第第5 5节节 精细和超精细砂带磨削精细和超精细砂带磨削砂砂带振振动磨削磨削 砂带振动磨削是开式