精密与特种加工技术第三章精密磨削加工要点.ppt

第3章 精密磨削加工  3.1 概 述 3.1.1 磨削的基本特点 磨削是一种常用的半精加工和精加工方法，砂轮是磨削的主要切削工具。 3.1.2 精密磨削加工的分类 涂覆磨具分类 3.2 磨削加工机理 精密磨削是指加工精度为l~0.1、表面租糙度值达到0.2~0.025，又称低粗糙度值磨削。它是用微小的多刃刀具削除细微切屑的一种加工方法。一般是通过氧化铝和胶化硅砂轮来实现的。 3.2.1 磨削过程及磨削力 1. 磨削过程 砂轮中的磨料磨粒是不规则的菱形多面体，顶锥角在80°~145°范围内，但大多数为90°~120° 2. 精密磨削机理 1) 磨粒的微刃性 2) 磨粒的等高性 3) 微刃的滑擦、挤压、抛光作用 4) 弹性变形的作用 3. 磨削力 1) 磨削力的主要特征 2) 影响磨削力的因素 4. 单个磨粒的切削厚度 3.2.2 磨削温度与磨削液 1. 磨削温度 1) 磨削温度的基本概念 2) 影响磨削温度的主要因素 2. 磨削液 1) 磨削液的作用机理 2) 磨削液的添加剂 3) 磨削液的分类与使用 3.2.3 磨削质量和裂纹控制 1. 磨削加工后的表面粗糙度 1) 几何因素的影响 2) 物理因素的影响——表面层金属的塑性变形 2. 磨削加工后的表面层金属力学物理性能 1) 加工表面层的冷作硬化 2) 表层金属的金相组织变化 3) 表面金属的残余应力 3.3 精密磨削加工的机床及其应用 3.3.1 概述 1．高几何精度 2．低速进给运动的稳定性 3．减少振动 4．减少热变形 3.3.2 精密磨削机床的结构及特点 1. 精密主轴部件 1) 液体静压轴承主轴 2) 空气静压轴承主轴 3) 主轴的驱动方式 2. 床身和精密导轨部件 1) 滚动导轨 2) 液体静压导轨 3) 气浮导轨和空气静压导轨 3. 微量进给装置 1) 对微量进给装置的要求 2) 机械结构弹性变形微量进结装置 3) 压电或电致伸缩式传感器微进给装置 4. 机床的稳定性和减振隔振 1) 对机床的稳定性要求 2) 提高机床稳定性的措施 5. 减少热变形和恒温控 1) 温度变化对精密机床加工误差的影响 2) 减小机床热变形的措施 3.4 精密研磨与抛光 3.4.1 研磨加工机理 1. 硬脆材料的研磨 2. 金属材料的研磨 3.4.2 抛光加工机理 抛光是指用低速旋转的软质弹性或黏弹性材料(塑料、沥青、石蜡、锡等)抛光盘或高速旋转的低弹性材料(棉布、毛毡、人造革等)抛光盘，加抛光剂，具有一定研磨性质地获得光滑表面的加工方法。抛光一般不能提高工件形状精度和尺寸精度。抛光使用的磨粒是1以下的微细磨粒。 3.4.3 精密研磨与抛光的主要工艺因素 3.4.4 研磨盘与抛光盘 1. 研磨盘 研磨盘是涂敷或嵌入磨料的载体，以发挥磨粒切削作用，同时又是研磨表面的成形工具。研磨过程中研磨盘与工件是相互修整的，研磨盘本身的几何精度按一定程度“复制”到工件上，因此对研磨盘加工面的几何精度要求很高。 研磨盘材料硬度要低于工件材料硬度，且组织均匀致密、无杂质、无异物、无裂纹和无缺陷，并有一定的磨料嵌入性和浸含性。常用的研磨盘材料有铸铁、黄铜、玻璃等。 2. 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。较为理想的是采用特种玻璃或者在平面金属盘上涂一层弹性材料或软金属材料作为抛光盘。 3.4.5 研磨剂与抛光剂 磨料按硬度可分为硬磨料和软磨料两类。 研磨抛光加工液主要作用是冷却、润滑、均匀分布研磨盘表面磨粒及排屑。 3.4.6 非接触抛光 非接触抛光是一种研磨抛光新技术，是指在抛光中工件与抛光盘互不接触，依靠抛光剂冲击工件表面，以获得加工表面完美结晶性和精确形状的抛光方法，其去除量仅为几个到几十个原子级。非接触抛光主要用于功能晶体材料抛光(注重结晶完整性和物理性能)和光学零件的抛光(注重表面粗糙度及形状精度)。 1. 弹性发射加工 弹性发射加工(Elastic Emission Machining，EEM)是非接触抛光技术的理论基础。所谓弹性发射加工，是指加工时研具与工件互不接触，通过微粒子冲击工件表面，对物质的原子结合产生弹性破坏，以原子级的加工单位去除工件材料，从而获得无损伤的加工表面。 2．浮动抛光 浮动抛光(float polishing)是一种平面度极高的非接触超精密抛光方法。 3. 动压浮离抛光 动压浮离抛光(hydrodynamic-type polishing)是另一种非接触抛光。 4. 非接触化学抛光 普通的盘式化学抛光方法，是通过向抛光