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1、精密与超精密磨料加工,小组成员：XXX XXX,精密磨削加工,精密与超精密磨料加工,固结磨料加工和游离磨料加工的区别,固结磨料加工： 将磨料与结合剂粘结在一起，形成一定的形状和强度，再采用烧结、涂覆等方法制成砂轮砂带等磨具。 用烧结的方法制成的砂轮、砂条、油石等称为固结磨具。 用涂敷方法制成的砂带称为涂覆磨具 主要包括：砂轮磨削、砂带磨削等。游离磨料加工： 磨料不固定在一起，成游离状态。 传统的方法主要包括：研磨、抛光 新方法有：磁性研磨、弹性发射加工、磨料喷射加工、磁流体抛光、液体研磨等。,一、精 密 磨 削,1、精密磨削机理2、磨削用量3、精密磨削砂轮4、精密磨削中的砂轮修整,1、精密磨削
2、机理,()微刃的微切削作用()微刃的等高切削作用()微刃的滑挤、摩擦、抛光作用,微刃的微切削作用,磨粒具有微刃性和等高性,微刃的等高切削作用,由于微刃是在砂轮精细修整的基础上形成的，因此分布在砂轮表层的同一深度上的微刃数量多、等高性好，从而使加工表面的残留高度极小。,微刃的滑挤、摩擦、抛光作用,修整得到的砂轮微刃比较锐利。随着磨削时间的增加而逐渐钝化，但等高性逐渐得到改善，因而切削作用减弱，滑挤、摩擦、抛光作用加强。同时磨削区的高温使金属软化，钝化微刃的滑擦和挤压将工件表面凸峰辗平，降低了表面粗糙度值。,2、磨削用量,）砂轮磨料,精密磨削时所用砂轮的磨料以易于产生和保持微刃及其等高性为原则。如
3、磨削钢件及铸铁件，以采用刚玉磨料为宜。因为刚玉磨料韧性较高，能保持微刃性和等高性。,3、精密磨削砂轮,）砂轮粒度,砂轮的粒度有粗粒度和细粒度之分。粗粒度砂轮经过精细修整形成微刃，以微切削作用为主；细粒度砂轮经过精细修整形成半钝态微刃，与工件表面的摩擦抛光作用比较显著，可得到质量更高的加工表面和砂轮耐用度。,3、精密磨削砂轮,）砂轮结合剂,砂轮结合剂有树脂类、金属类、陶瓷类等，以树脂类应用为广。对粗粒度砂轮，可用陶瓷结合剂。金属类、陶瓷类结合剂是目前超精密加工领域中研究的重要方面。,3、精密磨削砂轮,4、精密磨削中的砂轮修整,精密磨削时的砂轮修整,4、精密磨削中的砂轮修整,金刚石修整砂轮,二、超
4、精密磨削,.超精密磨削机理.超精密磨削工艺,超精密磨削的单颗磨粒切入模型,1.超精密磨削机理,1.超精密磨削机理,)磨粒可以看做一具有弹性支承的和大负前角切削刃的弹性体，弹性支承为结合剂，如图-所示。)磨粒切削刃的切入深度由零开始逐渐增加，到达最大值后又逐渐减小，直至为零。)整个磨粒与工件的接触过程依次为弹性区、塑性区、切削区、塑性区，最后为弹性区，与切屑形状的形成一致。)在超精密磨削中，微切削作用、塑性流动、弹性破坏作用和滑擦作用依切削条件的变化而顺序出现。,1.超精密磨削机理,平面磨削时的切屑形状,1.超精密磨削机理,.超精密磨削工艺,精密研磨与抛光,1、研磨加工机理2、抛光加工机理3、精
5、密研磨、抛光的主要工艺因素4、研磨盘与抛光盘5、研磨剂与抛光剂6、非接触抛光,1、研磨加工机理,1）硬脆材料的研磨2）金属材料的研磨,）硬脆材料的研磨,研磨加工模型,2）金属材料的研磨,金属材料的研磨在加工机理上和脆性材料的研磨有很大区别。研磨时，磨粒的研磨作用相当于普通切削和磨削的切削深度极小时的状态，没有裂纹的产生。,2、抛光加工机理,抛光加工模型,3、精密研磨、抛光的主要工艺因素,精密研磨抛光的主要工艺因素,3、精密研磨、抛光的主要工艺因素,)工件相对研磨盘作平面平行运动，使工件上各点具有相同或相近的研磨行程。)工件上任一点不出现运动轨迹的周期性重复。)避免曲率过大的运动转角，保证研磨运
6、动平稳。)保证工件走遍整个研磨盘表面，以使研磨盘磨损均匀，进而保证工件表面的平面度。)及时变换工件的运动方向，以减小表面粗糙度值并保证表面均匀一致。,4、研磨盘与抛光盘,）研磨盘）抛光盘,研磨盘,)在槽内存储多余的磨粒，以防止磨料堆积而损伤工件表面。)加工过程中作为向工件供给磨粒的通道。)作为及时排屑的通道，以防止研磨表面被划伤。,抛光盘,抛光盘平面精度及其精度保持性是实现高精度平面抛光的关键。因此，抛光小面积的高精度平面工件时要使用弹性变形小，并始终能保持平面度的抛光盘。,5、研磨剂与抛光剂,磨料按硬度可分为硬磨料和软磨料两类。对于研磨用磨粒有以下基本要求：磨粒形状、尺寸均匀一致；磨粒能适当地破碎，以使切削刃锋利；磨粒熔点高于工件熔点；磨粒在研磨液中容易分散。对于抛光粉用磨粒，除上述要求外，还要考虑与工件材料作用的化学活性。,6、非接触抛光,）弹性发射加工）浮动抛光）动压浮离抛光）非接触化学抛光）切断、开槽及端面抛光,弹性发射加工,加工的磨粒运动,弹性发射加工,数控装置示意图十字弹簧数控主轴箱载荷支承杆聚氨酯球工件橡胶垫数控工作台工作台悬浮液容器重心无级变速电动机,浮动抛光,浮动抛光装置示意图抛光液抛光液槽工件工件夹具抛光盘金刚石刀具的切削面沟槽液膜,动压浮离抛光,动压浮力抛光抛光液容器驱动齿轮保持环工件夹具工件抛光盘载环盘,非接触化学抛光,
