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1、第四章 精密磨削技术,一、磨削基础知识1.磨削加工的基本概念：磨削是在磨床上用砂轮或其他磨具以较高的线速度，对工件表面进行切削加工的方法。它是机械零件精密加工的主要方法之一。,2.常用磨床的种类和加工范围：,磨床的种类 磨床的种类很多，有外圆磨床、内圆磨床、平面磨床、导轨磨床、工具磨床、专业化磨床、砂带磨床及其他磨床。,2.常用磨床的种类和加工范围：,第四章 精密磨削技术,（1）外圆磨床,外圆磨床,可磨削工件的外圆柱面和外圆锥面,第四章 精密磨削技术,（1）外圆磨床,万能外圆磨床,万能外圆磨床还可磨削内圆柱面、内圆锥面及端平面。,第四章 精密磨削技术,（2）内圆磨床,第四章 精密磨削技术,（3
2、）平圆磨床,第四章 精密磨削技术,（4）导轨磨床,第四章 精密磨削技术,二、磨削过程机理,砂轮是把磨料和结合剂按比例经混合、搅拌、压坯、干燥、焙烧而制成的多孔体。,第四章 精密磨削技术,二、磨削过程机理,磨粒切削刃几何形状不确定 磨粒及切削刃随机分布磨削厚度小(几m),磨削速度高,磨削点瞬时温度高(达1000以上),磨粒微小切削刃不规则，磨削过程复杂磨粒形状、大小各异，一般都有钝圆半径，磨粒以较大的负前角(通常刃口前角为-60-85)进行切削。,第四章 精密磨削技术,二、磨削过程机理,1）磨粒微小切削刃不规则，磨削过程复杂 2）磨粒形状、大小各异，一般 都有钝圆半径，磨粒以较大 的负前角进行切
3、削。,3）切削刃排列不规则，随机分布状态。,第四章 精密磨削技术,磨削过程大致分为三个阶段：1.滑擦阶段工件表层产生弹性变形和热应力,2.刻划阶段产生塑性变形沟痕隆起现象和热应力,3.切削阶段切削厚度、切应力和温度达一定值，材料明显滑移形成切屑。,第四章 精密磨削技术,磨削加工的特点,1.磨削过程复杂，单位磨削力很大 磨粒形状及分布不合理，切削厚度小，挤压摩擦严重，单位能耗大。,2.磨削速度高、磨削温度高 3550 m/s,挤压摩擦严重，单位能耗大，砂轮导热性 差,瞬时高温可达8001000，要用切削液。3.砂轮有自锐性 部分地恢复砂轮的切削能力，仍需对砂轮进行修整。,第四章 精密磨削技术,磨
4、削加工的特点,4.可加工高硬度材料 除加工一般材料外，可加工淬硬钢、耐热钢、硬质合金 等，但不宜精加工韧性较大的有色金属。5.加工工艺范围广泛 可加工外圆面、内孔、平面、螺纹、齿形等成形面，不仅用于精加工，也可用于粗加工、毛坯去皮加工。,第四章 精密磨削技术,三、精密磨削机理,精密磨削：加工精度为10.1 m，表面粗糙度为Ra 0.20.025 m的磨削方法，,机床主轴,推力轴承,导轨,第四章 精密磨削技术,三、精密磨削机理,砂轮,精密磨削主要靠砂轮的精细修整，使磨粒具有微刃性和等高性，磨削后，被加工表面留下大量极微细的磨削痕迹，残留高度极小。获得高精度和低表面粗糙度。,第四章 精密磨削技术,
5、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,三、精密磨削机理,第四章 精密磨削技术,四、精密磨削砂轮选择,精密磨削使所用砂轮的选择以易产生和保持微刃及其等高性为原则。（1）砂轮的磨粒材料,韧性高，容易保持微刃性及等高性,CBN,CBN砂轮,高硬度、高韧性。耐高温、热稳定性好。化学惰性强。导热性好。,第四章 精密磨削技术,四、精密磨削砂轮选择,（2）砂轮的粒度可选择粗粒度和细粒度两类。,第四章 精密磨削技术,四、精密磨削砂轮选择,（2）砂轮的粒度可选择粗粒度和细粒度两类。,第四章 精密磨削技术,（3）结合剂：砂轮的结合剂将磨粒粘合起来，使砂轮具有一定的强度、硬度、气孔和抗腐蚀、
6、抗潮湿等性能。,第四章 精密磨削技术,（4）砂轮的硬度：指磨粒在外力作用下,从其表面脱落的难易程度。,砂轮硬度的选用原则是：工件材料越硬，应选用越软的砂轮。这是因为硬材料使磨粒磨损，需用较软的砂轮以使磨钝的磨粒及时脱落。工件材料越软，砂轮的硬度应越硬，以使磨粒脱落慢些，发挥其磨削作用。磨削有色金属、橡胶、树脂等软材料时，要用较软的砂轮，以便使堵塞处的磨粒较易脱落，露出锋锐的新磨粒。半精磨与粗磨相比，需用较软的砂轮；但精磨和成形磨削时，为了较长时间保持砂轮轮廓，需用较硬的砂轮。,第四章 精密磨削技术,五、砂轮修整,1，低于中心0.51.5mm2，向上倾斜1015度,金刚石受力小,砂轮的修整用量有
7、：修整导程、修整深度、修整次数和光修次数。修整导程（纵向进给量）为1015mm/min，修整深度为2.5m/单行程，精修次数23次，光修次数1次单行程。,砂轮的单粒金刚石修整,（1）降低磨削温度，减少磨削力，改善磨削表面质量，提高磨削效率和砂轮寿命。（2）润滑、冷却、清洗性能，（3）有渗透性、防锈性、防腐性、防火性、切削性和极压性等,（1）油基磨削液：成分是矿物油，如机油、轻质柴油、煤油，加入脂肪油和添加剂。（2）水基磨削液：水中溶解其它物质，如乳化液、无机盐水溶液和化学合成液等。,六、磨削液,六、磨削液,矿物油、乳化剂,乳化油（120%）+水+防腐添加剂,水包油-润滑和冷却的作用,七、磨削运
8、动和磨削用量,磨削运动和磨削用量1、磨削主运动vc=dono/10002、工件进给运动磨削内外圆时：工件旋转运动vw；磨削平面时：工作台直线运动tab。3、轴向进给量fa4、径向进给量fr,精密磨削采用的切削用量,一般在1530m/s,一般在612m/min,一般为50100mm/min或0.060.5mm/r,一般取0.62.5m/单行程,一般约23次（单行程）,粗粒度砂轮精细修整后，光磨次数采用58次细粒度砂轮精细修整后，光磨次数采用1025次。,其中：Ra表示表面粗糙度（单位：m）；sd表示砂轮修整导程（单位：mm）；ad表示砂轮修整深度（单位：m）；vw表示工件进给速度（单位：m/s）
9、；vs表示砂轮速度（单位：m/s）；a表示磨削深度（单位：mm）；x、y、z、,表示模型系数。,八、磨削表面粗糙度影响因素,影响磨削加工表面粗糙度的因素,砂轮粒度,工件材料性质,砂轮修正,磨削用量,砂轮硬度,八、磨削表面粗糙度影响因素,第四章 精密磨削技术,九、精密磨床,精密磨床应满足的要求：1、高几何精度：主要有砂轮主轴回转精度和导轨平直度，以保证工件的几何形状精度要求，主轴轴承一般采用动压和动静压组合轴承。,主轴回转精度？,导轨平直度？,第四章 精密磨削技术,九、精密磨床,2、低速进给运动的稳定性：要求无爬行和冲击现象，能平稳工作。特殊设计液压系统，采取排除空气、低流量节流阀、工作台导轨压力润滑。,第四章 精密磨削技术,九、精密磨床,3、振动较小 1）电动机的转子应进行动平衡，电动机与砂轮架之间进行隔振；2）砂轮要进行动平衡；3）精密磨床基础安装在防振地基上。,动平衡：旋转体的质量轴线与旋转轴线重合程度,练习,试从精细修整后砂轮砂粒的微刃性，说明精密磨削机理。影响磨削表面粗糙度因素有哪些，它们是如何影响表面粗糙度的？,
